Предварительные проработки по двухместному варианту Су-15 были выполнены в 1961-62 гг. Однако работы приостановили в связи с загруженностью КБ другими заданиями, и освоение Су-15 в строю, как это часто бывало в СССР, происходило без "спарки". Официально создание учебного варианта Су-15 было задано только 30 апреля 1965 г. отдельным пунктом уже упоминавшегося Постановления правительства о принятии комплекса перехвата на вооружение. Согласно приказу МАП от 20 мая 1965 г. строить 3 опытных экземпляра (2 летных и один прочностной) предстояло в Новосибирске. Новая модификация получила заводской шифр У-58. Ее нужно было передать на ГСП во 2-м квартале 1967г.

В течение 1965 г. в ОКБ провели практически полный цикл работ по проектированию двухместного учебно-боевого самолета (УБС). В октябре прошли защита эскизного проекта и макетная комиссия. "Спарка" предназначалась для обучения и тренировки летного состава пилотированию и боевому применению Су-15 в полном объеме, поэтому ее собирались оснастить полным комплектом оборудования и обеспечить ЛТХ, близкие к данным исходного перехватчика. Конструктивные изменения по сравнению с одноместным самолетом включали: организацию второй кабины для летчика-инструктора за счет удлинения фюзеляжа на 450 мм и уменьшения переднего топливного бака; применение нового фонаря обеих кабин, сдвоенного управления и двойного комплекта приборов; доработку ряда систем. Для обеспечения инструктору обзора на взлете и посадке открывающуюся часть фонаря над второй кабиной решили оснастить выдвижным перископом. На "спарке" предполагалось установить оборудование, которое больше соответствовало БРЭО модернизированного Су-15, в т.ч. систему вооружения в составе ракет Р-98 и перспективной РЛС "Коршун-58", являвшейся развитием "Орла".

Полный комплект техдокументации поступил из Москвы в новосибирский филиал ОКБ к сентябрю 1966 г. К тому времени уже было ясно, что серийный завод с изготовлением агрегатов планера запаздывает, поэтому сроки сдачи самолета и начала ГСИ придется переносить. В 1967 г. на модернизированном Су-15 собрались установить вместо РЛС "Коршун" станцию "Тайфун", что отразилось на процессе создания "спарки" и грозило очередным срывом сроков. Поэтому МАП согласился с предложением ОКБ для ускорения работ разбить их на 2 этапа: на первом создать упрощенный учебно-тренировочный самолет (УТС) без радара и ряда других систем, а на втором - полноценный УБС.

УТС получил обозначение Су-15УТ (заводской шифр У-58Т). На самолете установили лишь стандартный комплект навигационного и связного оборудования Су-15, дополненный самолетным переговорным устройством СПУ-9 и магнитофоном МС-61. В результате УТС получился весьма "пустым". Штатные пусковые устройства сохранили, но на них предусматривалась подвеска только габаритно-весовых макетов ракет. За счет второй кабины объем топливного бака №1 уменьшился на 900 л, поэтому, чтобы хоть немного компенсировать сокращение запасов топлива, в ХЧФ разместили дополнительный бак №5 емкостью 180 л. Для компенсации смещения центровки в НЧФ пришлось разместить центровочный груз. В итоге масса пустого самолета выросла до 10660 кг, что при сокращении внутреннего запаса топлива до 5010 кг обещало существенное снижение дальности полета.

Прочностной экземпляр "спарки" был построен в конце 1967 г. Сборку первого летного закончили в Новосибирске летом 1968 г. Машина оснащалась крылом без "наплыва", а система УПС на ней не задействовалась. Для приемки самолета в начале августа из ОКБ прибыла группа специалистов, возглавляемая ведущим инженером Л.А.Рюминым. Ведущим летчиком-испытателем был назначен Е.К.Кукушев. Первый полет на "спарке" он выполнил 26 августа и к 16 сентября перегнал ее в Жуковский. Провести там полноценные ЛКИ не удалось, т.к. МАП торопил с передачей самолета на Госиспытания, и уже 2 октября машина перелетела во Владимировку. Там летно-конструкторские испытания продолжались параллельно с Государственными и завершились к 12 декабря.

С 15 по 19 октября в качестве летчиков облета несколько полетов на Су-15УТ выполнили представители авиации войск ПВО, в том числе и ее командующий генерал-лейтенант А.Л.Кадомцев. Полеты по программе ГСИ начались только с 16 ноября. От ГК НИИ ВВС в испытаниях участвовали летчики М.И.Бобровицкий, Г.А.Баевский и Н.В.Рухлядко, а в качестве летчиков облета - С.А.Микоян, А.А.Манучаров, В.С.Котлов и С.А.Майоров. Основная часть работ была посвящена определению ВПХ, ЛТХ, характеристик устойчивости и управляемости. Часть полетов, как и положено, выполняли летчики ОКБ. В одном из них, 20 января 1969 г., машиной управлял Е.К.Кукушев. После "обжатия" самолета по перегрузке на посадке у него не вышли основные опоры шасси. Летчику пришлось применить "чкаловский" набор фигур пилотажа с созданием перегрузок, и только после пятой попытки стойки выпустились. Причиной происшествия стало несоблюдение при постройке машины зазоров между щитками шасси и обшивкой крыла, что дало о себе знать только после полета на перегрузку.

Испытания завершили к 26 февраля. Как и ожидалось, ЛТХ "спарки" по сравнению с Су-15 ухудшились: дальность полета снизилась до 1390 км, потолок - до 17700м. Характеристики устойчивости и управляемости признали приемлемыми, указав на один существенный недостаток - появление признаков неустойчивости в путевом канале на сверхзвуковых скоростях. Вывод военных испытателей гласил: самолет может быть допущен в качестве УТС для обучения и тренировки летного состава всем основным элементам полета, за исключением боевого применения.

После утверждения летом 1969 г. акта ГСИ в ОКБ занялись устранением отмеченных недостатков, в т.ч. - неустойчивости в путевом канале. Причина явления была понятна: удлиненному самолету не хватало площади киля. Однако решить проблему очередным увеличением вертикального оперения не позволяли ограничения по прочности. Тогда решили попробовать оснастить самолет подфюзеляжными гребнями. Весной 1970 г. летчики ОКБ Е.С. Соловьев и А.Н.Исаков выполнили на опытном У-58Т короткую программу сравнительных испытаний с гребнями и без них. Выяснилось, что на характеристики устойчивости гребни практически не повлияли. Поэтому приняли "соломоново" решение: в эксплуатации максимальную скорость самолета ограничить величиной М=1,75. Это снизило до 16700 м и потолок, т.к. по стандартной методике максимум достигался при М=1,9.

Выпуск Су-15УТ начался в Новосибирске в 1969 г. "Спарка" №01-01 была изготовлена в октябре, а 10 декабря экипаж заводских испытателей (В.Т.Выломов и В.А.Белянин) выполнил на ней первый полет. Серийные самолеты (внутризаводское обозначение "изделие 42") отличались от опытного только крылом с "наплывом" и задействованной системой УПС. В строй первые 5 машин были переданы весной 1970 г. , а в июле самолет был принят на вооружение приказом министра обороны №0115. Выпуск Су-15УТ продолжался до конца 1972 г. Кроме строевых полков, часть "спарок" поступила в Ставропольское ВВАУЛ ПВО.

Гораздо хуже обстояло дело с учебно-боевым Су-15УБ. Из-за задержек с поставкой оборудования постройка опытной машины У-58Б завершилась в Новосибирске в мае 1970 г., а первый полет заводской летчик-испытатель А.С.Грибачев совершил на ней 24 июня. На самолете стоял полный комплект оборудования, включая РЛС "Тайфун", и центровка этой "спарки" получилась слишком передней. Уже первые полеты подтвердили ожидаемый результат: машина была очень инертной в управлении. 2 августа самолет перебазировали в Жуковский, но работы на нем приостановили. Аппарат явно не удался. Руководство ОКБ, найдя поддержку в министерстве, предложило заказчику закрыть работы по этой теме, указывая на запущенный в серию Су-15УТ. Военные, по зрелом размышлении, согласились. Самолет на ЛИиДБ поставили к дальней стенке и практически забыли о нем. В конце 1970-х гг., в числе прочих отлетавших свое Су-15, он был передан ПВО для использования в качестве учебного пособия.

Модификация	Су-15УТ
Размах крыла, м	8.62
Длина самолета, м	22.50
Высота самолета, м	5.00
Площадь крыла, м2	34.56
Масса , кг
пустого самолета	10800
нормальная взлетная	16690
максимальная взлетная	17200
Тип двигателя	2 ТРДФ Р-11Ф2-300
Максимальная тяга, кН	2 х 60,70
Максимальная скорость, км/ч:
у земли	1200
на высоте 12000 м	1850
Перегоночная дальность, км	1290
Практическая дальность, км	890
Боевой радиус действия, км	460
Практический потолок, м:	16700
Макс. эксплуатационная перегрузка	6.5
Экипаж, чел	2
Вооружение:	Две УР класса воздух-воздух средней дальности с полуактивной радиолокационной и ИК системами наведения Р-98 (до 20 км) и две УР ближнего боя Р-60 с ИК системой наведения.