上世紀六十年代，美、蘇兩個超級大國爭霸世界，雙方在武器裝備方面互爭長短。當時前蘇聯裝備的高空截擊機蘇-11戰鬥機，因為設計問題採用機頭進氣，無法安裝大型遠端雷達，無法探測向美國的B52轟炸機、u2高空偵察機等新型目標，前蘇聯軍方決定研製一種新型高空高速截擊機。
在一次航空節上，西方的一些記者發現，有10架面貌全新的戰鬥機進行了編隊飛行表演。它採用尖形頭部，兩側進氣，複合三角翼，細長機身。這是什麼飛機？好奇的記者紛紛猜測。這種飛機就是新型戰機蘇-15戰鬥機，後來，北約組織給它起了一個綽號“細嘴瓶”。
蘇-15誕生於1965年4月3日，由後來研製大名鼎鼎的蘇-27戰鬥機的蘇霍伊設計局研製，於1966年開始試飛，並在1967年裝備前蘇聯防空軍，逐步替代蘇-11和雅克-25戰鬥機。蘇-15裝備兩臺R-13-300渦噴發動機，使它的最大飛行速度為2。3馬赫，實用升限20000米，爬升速率{截擊機非常重要的引數}為228米/秒。由於採用尖長機頭，可裝備強大雷達。但是，前蘇聯電子工業落後，雷達效能差，所以嚴重依賴地面控制。
自從蘇-15裝備部隊後，它就像一個羞答答的少女，始終沒有跨出家門一步。同時期前蘇聯蘇-11、米格-21、米格-23等戰鬥機大量出口，但蘇-15沒有向任何國家出口，它作為防空軍的鎮國利器，為自己的國家兢兢業業地工作著，到20世紀80年代初，蘇-15佔前蘇聯空軍戰鬥機總數的三分之一，有850餘架。作為前蘇聯自用戰鬥機，蘇-15自服役以來將盡20年，一直默默無問，直到1983年，才讓它名聲大噪。
1983年9月1日凌晨{當地時間}，韓國大韓航空007號航班，載員269人，從美國飛來，準備降落韓國漢城。事後1993年國際民航組織最終報告指出，007號航班一直使用磁航向模式做為自動駕駛的導航，沒有執行標準飛航模式原因，從而偏航進入蘇聯領空。00：51分，蘇聯雷達發現在勘察加半島的客機，當時判斷為美軍機。
02：36分，007客機接近庫頁島，蘇聯防空軍蘇-15戰鬥機起飛找到007客機，但因為天色昏暗，無法認出機型。蘇-15實施警告設計，客機拉昇高度，速度變慢，蘇-15戰鬥機追上，發射了雷達導引及紅外導引導彈各一枚，擊落了客機。
雖然發生了誤擊韓國客機和誤撞伊朗小客機事件，但蘇聯軍方對蘇-15評價很高，除了操縱性不錯外，蘇-15的安全性很不錯，到1992年退出服役止，蘇-15累計安全記錄10萬小時損失6。2架，而米格-25為10架，美製F-16也為10架。不過，蘇-15缺點也是當時蘇制戰機通病，那就是航程短，只有1500公里。
蘇-15戰鬥機的研製生產，使“蘇”氏戰鬥機家族，從以前的簡單靈活輕型戰鬥機過渡到裝置複雜的全天候戰鬥機，跨出了關鍵的一步，為以後蘇-27、蘇-35等高效能戰鬥機的研發，積累了豐富的經驗。
