Подготовленные к перегоночному полету Су-17М4 20-го гв. апиб снаряжены четырьмя 800-литровыми ПТБ	Су- 17М4 с необычным размещением балочных держателей для подвески вооружения под фюзеляжем. Держатели смонтированы несимметрично: с правой стороны установлены два, слева - один, служащий для подвески специальных авиабомб

Государственные испытания новой модификации истребителя-бомбардировщика проводились на трех машинах с октября 1980 по 6 ноября 1982 года, а предварительное заключение о возможности эксплуатации самолета в строю было выдано 30 июня 1981 года. На первом этапе ГСИ в них участвовали две машины, на которых были выполнены 103 зачетных работы. На втором этапе, преимущественно, отрабатывалось вооружение. По их программе были выполнены 356 полетов. Бригадой специалистов по испытаниям С-54 руководил ведущий инженер ГНИКИ ВВС им. Чкалова С.В. Назаренко, а от ОКБ Сухого - ведущий инженер А.Г. Зудилов. Уже в ходе Госиспытаний, в мае 1982 года, к ним подключили самолет № 12-05, одну из первых машин серийного выпуска. Пополнение оказалось весьма своевременным, поскольку через несколько недель из испытаний пришлось исключить машину № 49-19. Происшествие случилось 17 июня 1982 года, когда при выполнении стрельбы снарядами С-24Б на самолете летчика ГНИКИ ВВС Ю.В. Жучкова остановился двигатель. Запустить его не удалось, и летчику пришлось выполнять вынужденную посадку в поле. На том служба первого опытного самолета закончилась, и поврежденную машину, к тому времени выполнившую более 200 испытательных полетов, пришлось списать.

В акте Госиспытаний отмечалось, что новая модификация обладает существенно лучшей боевой эффективностью по сравнению с Су-17М3 за счет повышенной точности навигации, возможности использования средств поражения расширенного ассортимента и внедрения ряда новых режимов боевого применения. На вооружение новая ударная машина была принята Постановлением Совета Министров от 30 сентября 1983 года (одним ПСМ с Су-17УМЗ). Массовый серийный выпуск истребителей-бомбардировщиков этой модификации, начатый в 1980 году, продолжался до 1983 года. За четыре года собрали 235 машин.

К этому времени производство "су-семнадцатых" на заводе достигло своего пика: ежегодно производилось более двухсот машин разных модификаций для отечественных ВВС, союзных стран и коммерческого заказа. Наибольшим числом выпущенных самолетов был отмечен рубеж 70-80-х годов: в 1979 году были сданы 234 самолета, в том числе 124 модификации Су-17М3, 68 Су-22М, 30 Су-17УМЗ и 12 Су-22У, причем 10 срочно востребованных самолетов по экспортной заявке потребовалось собрать сверх плана. В следующем году выпуск составил почти ту же цифру — 233 машины; в их числе были 112 Су-17М3, 74 Су-22М, 20 Су-17УМЗ и 13 Су-22У, а также первые четыре Су-17М4 из внепланового заказа, предназначавшиеся для испытаний. В 1981 году были сданы уже 40 Су-17М4, вместе с 80 Су-17М3, 20 "спарками" Су-17УМЗ и 60 машинами коммерческого заказа.

Наибольшего темпа выпуск Су-17М4 достиг в 1982 году, когда были произведены 111 истребителей-бомбардировщиков этой модификации, окончательно сменивших "тройки" в производственной гамме. Всего в этом году произвели 213 самолетов, включая 40 Су-17УМЗ для наших ВВС и 62 экспортных самолета. Если добавить, что в это время завод занимался также постройкой опытных образцов Су-27, обеспечением масштабной программы испытаний и работами по налаживанию серийного выпуска нового истребителя, требовавшими решения более чем объемных задач с освоением новых технологий и перестройки предприятия, то заслуги производственников выглядят еще более впечатляющими.