Вооружение Су-33 включает встроенную одноствольную 30-мм пушку ГШ-301 с боекомплектом 150 снарядов, управляемые ракеты «воздух-воздух» и неуправляемое ракетно-бомбардировочное вооружение. Максимальный темп стрельбы пушки – 1500-1800 выстрелов в минуту, начальная скорость снаряда – $60 м/с, эффективная дальность стрельбы по воздушным целям – до 800 м, по наземным – до 1800 м. Ресурс орудия – 3000 выстрелов. Для подвески ракет и бомб предусмотрено 12 пилонов, два из которых могут крепиться по оси самолета между гондолами двигателей, два – на средних частях мотогондол и восемь – на консолях крыла (два – на неподвижных частях, четыре – на складывающихся и два – на законцовках). Управляемое ракетное вооружение включает УР средней дальности типа Р-27Р или Р-27ЭР с полуактивными радиолокационными головками самонаведения (до шести ракет) и УР с тепловыми головками самонаведения (две ракеты Р-27Т или Р-27ЭТ и четыре-шесть ракет ближнего маневренного боя Р-73). Для ударов по наземным и морским целям самолет может вооружаться неуправляемыми ракетами типа С-8 (4 блока Б-8М1 по 20 НАР), С-13 (4 блока Б-13Л по 5 НАР) или С-25-ОФМ (4 ракеты в пусковых устройствах 0-25), а также фугасными и осколочно-фугасными бомбами и РБК калибром до 500 кг, зажигательными баками ЗБ-500. Максимальная масса ракетно-бомбардировочного вооружения – 6500 кг.
* Возможна установка двигателей АЛ-31ПФ
