Прототип Т-8М-1 поднялся в воздух 17 августа 1984 года. Еще два опытных самолета присоединились к программе испытаний в 1985—1986 годах, хотя Т-8М-2 был потерян в одном из полетов. Еще два планера использовались для статических испытаний.

Новый вариант предлагался на экспорт под обозначением Су-25ТК (прототипом-демонстратором стал Т-8М-3, у которого доработали оборудование), пока ОКБ не сменило его поначалу на Су-34. Но это обозначение не прижилось, и было присвоено другому самолету. Су-25ТК мог нести под фюзеляжем контейнер «Вьюга» с аппаратурой для выдачи команд наведения ракетам.

Первая серия из восьми Су-25Т была построена в Тбилиси (первый самолет облетали в июле 1990 года). К тому времени уже шли работы над более совершенным вариантом Т-8ТМ (Су-25ТМ) с расширенным комплексом бортового оборудования. Несколько Су-25Т ВВС РФ принимали участие в боевых действиях в Чечне.

Построенные в Улан-Удэ Су-25ТМ внешне мало отличались от Су-25Т/ТК. Но зато они могли нести под фюзеляжем новые контейнеры. В одном из них размещалась РЛС миллиметрового диапазона «Кинжал», а в другом — тепловизионная система «Ход». Самолет также мог нести контейнер с РЛС «Копье-25», позволяющей использовать режим огибания рельефа местности и обеспечивающей сопровождение нескольких целей, выдачу целеуказаний ракетам и картографирование местности. Первый прототип Су-25Т (Т-8М-1) послужил прототипом Су-25ТМ и получил обозначение Т-8ТМ-1. За этой машиной последовали еще два прототипа — Т-8ТМ-2 и Т-8ТМ-3. В ОКБ Су-25ТМ имел временное внутреннее обозначение Су-39, так и оставшееся неофициальным.

Поскольку Су-25ТМ остались невостребованными, совершенствование Су-25 сместилось на программы модернизации уже построенных машин, осуществляемые как в России, так и за ее пределами. Грузия совместно с израильской фирмой «Elbit» модернизировала свои самолеты. Первый из них, получивший обозначение Су-25КМ «Scorpion», взлетел 18 апреля 2001 года. «Scorpion» имеет бортовое оборудование на базе стандарта Mil Std 1553В, модернизированную кабину, усиленный планер и новую систему управления вооружением.

В РФ Су-25 первого поколения дорабатываются до стандарта Су-25СМ, предусматривающего новое оборудование кабины, установку прицельно-навигационной системы ПрНК-25СМ с GPS, усовершенствованную аппаратуру РЭП и новую систему управления вооружением. Первые шесть доработанных Су-25СМ были переданы ВВС России в декабре 2006 года. Взлетевший в декабре 2008 года, Су-25УБМ является аналогичным образом доработанным вариантом двухместного Су-25УБ.