Пара Су- 17М4 из состава 274-го апиб в полете. Идущие на полигон машины несут по паре реактивных снарядов С-24Б	Су- 17М4 на подмосковном аэродроме Кубинка. Характерным внешнем отличием "четверки" от Су- 17МЗ стал воздухозаборник системы кондиционирования в основании киля и покатая линия гаргрота

Для отработки пушечных установок в ОКБ был сооружен натурный стенд, с использованием которого в 1979 году на подмосковном полигоне НИИАС провели серию стрельб по оценке артиллерийского вооружения. Тем не менее, положительного решения новые установки не дождались: в целях минимизации конструктивных изменений и затруднений при внедрении в производство с заказчиком договорились о сохранении прежнего пушечного вооружения из двух орудий НР-30 с боекомплектом по 80 патронов на ствол.

В конечном счете, новую модификацию, получившую заводской шифр С-54 и официальное обозначение Су-17М4, стала отличать преимущественно установка совершенно нового прицельно-навигационного комплекса ПрНК-54 с комплектом современного прицельного и радиотехнического оборудования, а также возможность использования нескольких новых образцов вооружения (далеко не в полном оговоренном поначалу ассортименте). Эскизный проект С-54 в окончательном варианте был готов к началу 1978 года, работы по рабочему проектированию самолета завершены были к концу года. В январе 1979 года успешно прошла макетная комиссия по кабине, а на серийном заводе начали изготовление сразу трех опытных экземпляров.

Три опытные машины были изготовлены на заводе в Комсомольске-на-Амуре в середине 1979 года. Поскольку переделки конструкции были незначительны, использовали взятые из серии Су-17М3 машины с заводскими номерами № 42-19, 42-20 и 50-20. Первый самолет, предназначавшийся для снятия летных характеристик, не стали оборудовать всем комплектом РЭО. Сборкой его завершили в сентябре 1979 года, а в октябре первый С-54 был доставлен в Москву. Монтаж всех недостающих систем, контрольно-записывающего оборудования и наземная отработка машины порядком затянулись и были закончены к лету 1980 года. Ведущим инженером по машине был назначен В.Д. Пензин. Первый полет на опытном Су-17M4 выполнил 19 июня 1980 года летчик-испытатель ОКБ Ю.А. Егоров. Машина находилась в воздухе 38 минут. К несчастью, через несколько дней, 23 июня 1980 года, он погиб в полете на Су-25, разрушившемся в воздухе при выходе на предельные режимы. Второй опытный образец самолета (им стал вскоре законченный сборкой № 50-20) под управлением заводского летчика-испытателя Г.Н. Шаповала поднялся в воздух с аэродрома в Комсомольске-на-Амуре 29 июля 1980 года.