Su-33 zostały użyte bojowo z lotniskowca „Admirał Kuzniecow” podczas rosyjskiej interwencji w wojnie domowej w Syrii, począwszy od 16 listopada 2016 roku, bombardując oddziały bojowników konwencjonalnymi bombami, wykonując misje częściowo z bazy lądowej Hmejmim. Podczas tych działań, 3 grudnia utracono kolejny Su-33 w trakcie lądowania na lotniskowcu. Okręt wrócił z misji 8 lutego 2017 roku.
Konstrukcja thumb|Silnik AL-31 thumb|Su-33 ze złożonymi skrzydłami Napęd maszyny tworzą dwa silniki AL-31F, każdy o maksymalnym ciągu 122,6 kN. Samolot posiada sondę do tankowania w powietrzu oraz aparaturę UPAZ-1A do przekazywania paliwa w powietrzu innym samolotom. W porównaniu do Su-27 Su-33 posiada dodatkowe przednie usterzenie poziome. Może również składać skrzydła, tylne usterzenie poziome oraz osłonę radaru aby ułatwić bazowanie na lotniskowcach. Podwozie wzmocnione, przednie koło zdwojone. Pod kadłubem zainstalowano hak umożliwiający lądowanie na lotniskowcu. Su-33 posiada podobne wyposażenie do Su-27, uzupełnione o urządzenia ułatwiające lądowanie na lotniskowcu.