Один из первых Су-17М3 (№ 26-16) после завершения испытаний был передан в авиационный музей на Ходынском поле. Самолет оснащен кассетами АСО-2В и съемными подфюзеляжными бронеплитами

В июне 1977 года было получено предварительное заключение о возможности эксплуатации Су-17М3 в строю, а полностью программу Госиспытаний завершили 20 декабря 1978 года. Проведение Госиспытаний потребовало выполнения 466 полетов, из них 163 были выполнены в ходе этапа "А" на первых двух самолетах и 247 - по программе этапа "Б" уже на пяти машинах, остальные потребовались для отработки и устранения замечаний. Основные проблемы в ходе работ были связаны с доводкой прицела АСП-17Б, в остальном самолет полностью подтвердил заданный уровень тактико-технических требований. По окончании испытаний опытную машину № 21-02 передали Монинской академии ВВС, куда она была перевезена 28 февраля 1980 года. Впоследствии самолет поступил в Монинский музей ВВС. Постановлением Совета Министров и ЦК КПСС от 31 июля 1981 года самолет официально был принят на вооружение под обозначением Су-17М3.

Один из самолетов потеряли при заводском облете. Проходивший сдаточные испытания Су-17М3 с заводским номером № 58-18 разбился 6 декабря 1980 года после отказа двигателя, причиной которого стал отрыв лопаток компрессора после выхода на сверхзвук. Почувствовав сильный удар сзади, и обнаружив падение тяги с забросом температуры, летчик катапультировался из горящей машины. Для него все обошлось благополучно, но заводу пришлось компенсировать потерю сдачей дополнительного самолета для выполнения производственного плана. Происшествие завершило целый ряд неудач того года, когда в строю и организациях авиапрома из-за аналогичных причин, связанных с отказами и поломками двигателей, были потеряны шесть "су-семнадцатых". Конструкцию двигателя потребовалось дорабатывать, усиливая ступени компрессора, и в последующие годы количество подобных происшествий было сведено до минимума.

Директор Комсомольского авиазавода В.Н. Авраменко и главком ВВС П.С. Кутахов возле самолета Су- 17М3. Комсомольск-на-Амуре, зима 1977 года

"Изделию 2501 - сквозную комсомольскую гарантию!" Группа комсомольцев завода возле первого серийного Су-17М3. Подзабытый ныне лозунг призывал к контролю комсомольской организации за качеством на всем пути изготовления продукции, от заготовок до сборки готовой машины. "Изделие 2501" соответствует первой машине новой 25-й серии