2015年12月，俄羅斯國防部和第121飛機修理廠簽訂了價值17.5億盧布的合同。合同要求第121飛機修理廠在2016年12月20日前將5架蘇-25SM升級至蘇-25SM3。2016年，第121飛機修理廠又獲得了價值33.41億盧布的大單，要求該廠在2017年11月25日前升級9架蘇-25SM3。這還不包括“維帖布斯克-25”機載防護系統的價格。2017年9月，俄羅斯國防部又和第121飛機修理廠簽訂了合同，要求該廠在2018年年底前升級4架蘇-25SM3。
2016年10月初，第121飛機修理廠升級的2架蘇-25SM3強擊機在庫賓卡機場完成了首飛。從飛機的序列號（05、06）來看，這2架蘇-25SM3應該屬於俄國防部2015年合同中的首批5架蘇-25SM3之一。因為兩架蘇-25SM3原型機的序列號是01和02，那麼接下來的5架蘇-25SM3的序列號就應該從03排到07，這兩架飛機的序列號正好在這個範圍之中，因此應該屬於合同中的那5架。
2016年，俄羅斯南部軍區下轄的紅旗第4空防集團軍第1近衛混成航空師第960強擊航空兵團以克拉斯諾達爾機場為基地，使用蘇-25SM3強擊機進行了多達30多場演習，以探索蘇-25SM3的使用特性。在這些演習中，部隊重點演練了打擊敵方機場、打擊燃料庫、打擊敵軍常規兵力、打擊加固陣地等科目。這些演習的地域涵蓋了俄羅斯的北高加索、羅斯托夫、伏爾加格勒等地區。俄軍很重視對裝備蘇-25SM3強擊機部隊的訓練。2017年以來，第960強擊航空兵團的每名飛行員都至少進行了150次以上的戰鬥訓練，飛行時間超過100小時，其中還包括40餘小時的惡劣氣象條件、惡劣地形和夜間飛行訓練。
在訓練中，俄軍還非常重視強擊機戰術的摸索。2018年4月16日，根據車臣戰爭和敘利亞戰爭經驗，俄軍第58集團軍在北奧塞梯的塔斯科耶訓練場按照新式作戰方法舉行了諸兵種合成演習。在此次演習中，俄羅斯空天軍的米-35武裝直升機和蘇-25SM3強擊機都出動給地面部隊提供火力支援，演練了新的對地支援戰術。一共有超過1000名軍人，和包括步兵戰車、坦克、榴彈炮和火箭炮在內的300多件軍事裝備參加了此次演習。
2018年4月19日，第960強擊航空兵團又接收了6架蘇-25SM3強擊機。這些強擊機從庫賓卡飛行了800多公里才抵達接收單位在庫班半島的基地。如果此前的合同都被嚴格執行的話，那麼到2018年初，俄羅斯空天軍一共有16架蘇-25SM3強擊機，其中還包括2架原型機。根據俄羅斯政府採購網公佈的採購計劃，18年俄羅斯國防部和第121廠簽訂了價值16億盧布的合同，要求在2019年11月10日之前再升級4架蘇-25SM3。可以看出，雖然近年來俄羅斯軍費連年下降，但俄羅斯空天軍仍保留了每年升級4架左右蘇-25SM3的預算。
2018年4月21日，俄羅斯記者團訪問敘利亞赫梅米姆空軍基地時拍攝到了部署在該基地的蘇-25SM3強擊機，從而證實了該機在敘利亞的存在。外界也獲得了蘇-25SM3強擊機的清晰照片，從照片中可以清晰看到“維帖布斯克-25”機載防護系統中的L-370-ZS-K25無線電干擾吊艙掛載在蘇-25SM3的翼下掛架上。
2018年8月13日，俄羅斯中央軍區新聞服務處宣佈，中央軍區的蘇-25SM3強擊機將在今年年底之前部署到位於吉爾吉斯坦的康德空軍基地。康德空軍基地是集體安全條約組織快速反應部隊駐紮地，之前已經部署有米-8MTV直升機和基本型的蘇-25強擊機。
2018年9月26日，俄羅斯南部軍區在克里米亞的安加爾斯克訓練場舉行了諸兵種合成演習。在演習中，南部軍區部隊使用了俄軍在敘利亞實戰總結出的新戰術。在演習的第一階段，岸防部隊發現了從海上進攻的敵人，之後岸防炮兵和航空兵一起出動攻擊敵軍目標。航空兵先對目標進行了偵察，之後使用導彈和火箭彈對目標發起了攻擊。航空兵打擊是在地面和海上引導員的召喚下進行的，和地面炮兵做到了比較好的協同。這也是基於俄軍在敘利亞的經驗。一共有600多名軍人和包括蘇-25SM3強擊機、米-28N武裝直升機在內的150件軍事裝備參與了此次演習。
2018年10月31日，俄羅斯南部軍區新聞發言人瓦蒂姆.阿斯塔菲耶夫宣佈，南部軍區下轄的紅旗第4空防集團軍又接收了3架改進後的蘇-25SM3強擊機。阿斯塔菲耶夫表示： “高度現代化的蘇-25SM3強擊機抵達克拉斯諾達爾地區的機場服役後，將大大提升第4空防集團軍的戰鬥力。”他還指出，到2018年年底，第4空防集團軍將一共接收超過80套武器裝備，其中的重頭戲是現代化的新型雷達站，其探測距離較之前大大增加。根據阿斯塔菲耶夫的說法，第4空防集團軍的現代化裝備佔比將達到77%。第4空防集團軍的機隊幾乎完全由蘇-34、蘇-30SM、蘇-25SM3、安-148-100E、卡-52、米-28N、米-35M和米-8MTPR-1等現代化飛機和直升機組成。可以看出，南部軍區是俄軍換裝的重點，同時也是蘇-25SM3強擊機優先裝備的方向。
事實上，自車臣戰爭以來，高加索方向就一直是俄軍最重要的方向之一。俄軍的各種新式裝備從來都是優先裝備北高加索軍區。在俄羅斯“新面貌”軍事改革中，北高加索軍區和黑海艦隊合併為南方軍區。南方軍區不僅要負責北高加索方向，還要負責烏克蘭方向。在近年俄烏衝突的背景下，南方軍區的地位變得越來越重要，這也就難怪俄軍將包括蘇-25SM3強擊機在內的各種新式裝備優先送往南方軍區。根據俄軍的換裝計劃，到2020年底，南部軍區的陸軍、海軍和空軍的現代化裝備佔比將提升到70%。在部分部隊，這一比例將提升到100％。
2019年1月21日，俄羅斯南部軍區在克拉斯諾達爾地區舉行了大規模演習。在演習中，俄羅斯空天軍出動了十幾架蘇-25SM3強擊機參加演習，使用炸彈、火箭彈和導彈成功摧毀了位於地面的靶標。根據俄羅斯南部軍區新聞服務處的報道，在演習中，蘇-25SM3強擊機克服了“敵方”的防空系統從超低空發射導彈擊中了目標，並使用精確制導炸彈對庫班半島上的靶標進行了攻擊。一共有超過200名飛行員、地勤人員和其他輔助人員參與了此次演習。出動的飛機中有不少是去年10月新交付的蘇-25SM3強擊機。在此次演習中，蘇-25SM3能發射導彈和投擲精確制導炸彈的優點體現得淋漓盡致，標誌著俄羅斯空天軍裝備蘇-25SM3強擊機的部隊已經初步形成了戰鬥力。
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