Истребитель-перехватчик Су-11 изначально создавался как еще одна модификация базового самолета Су-9. После неудачи с попыткой установки на опытных самолетах РЛС типа Алмаз, в конце 1957-го в ОКБ-51 П.О. Сухого рассматривались новые варианты компоновок перехватчика, как по устанавливаемому БРЭО, так и по составу вооружения. РЛС типа ЦД-30 разработки ОКБ-1 удалось довольно удачно закомпоновать в НЧФ Су-9. Правда, при серийном заводе N339 (осуществлявшем с середины 50-х производство РЛС типа "Сокол" для Як-25М) существовало ОКБ-339, главный конструктор которого, Г.М. Кунявский, решил модернизировать базовую РЛС с целью улучшения ее характеристик. Промежуточный вариант, получивший обозначение "Сокол-2", предназначался для установки на перехватчике Як-27К. Новая станция продолжила "птичью" серию названий, получив кодовое обозначение "Орел". Этот вариант также был взят на заметку и проработан в ОКБ-51. К 1957 г. в СССР существовала только одна УР класса "воздух-воздух", прошедшая госиспытания: К-5 (РС-1У) и ее модернизированный вариант - К-5М (РС-2У) разработки ОКБ-2 МОП, предназначенные для вооружения перехватчиков типа МиГ-17ПФ и МиГ-19ПМ. Эта ракета, наводимая жестко по лучу РЛС, после доработок для применения ее со станцией ЦД-30 была принята на вооружение в составе комплекса Су-9-51 под обозначением К-51 (РС-2УС). Новые разработки включали УР типа К-6 ОКБ-2 МОП (П.Д. Грушин), К-7 ОКБ-134 (И.И. Торопов) и К-8 ОКБ-4 (М.Р. Бисноват) МАП.

Две первые предполагались для применения на Су-9, но работы по их отладке затянулись, а вскоре, были и вовсе свернуты в связи с не перспективностью (ОКБ-2 полностью перешло на тематику ЗУР, а ОКБ-134 было задано скопировать американскую УР AIM-9A Sidewinder). В результате, в МАП решено было проработать вариант применения на Су-9 УР типа К-8. Последняя была существенно больше, чем К-5, К-6 и К-7 как по габаритам, так и по массе и предназначалась для применения на перехватчике Як-27К. Работы по ней велись в ОКБ-4 с 1955 года, а в конце 1957-го начались испытания ракет с реальными пусками на полигоне НИИ ВВС во Владимировке. В отличие от К-5, на К-8 предусматривалось применение ГСН 2-х типов: пассивной ТГС и полуактивной РГС. Для применения на новом перехватчике в ОКБ-4 создавался модернизированный вариант ракеты - К-8-2, позднее получивший обозначение К-8М. Постепенно прояснялся окончательный облик машины. Так, исходя из массогабаритных характеристик К-8, на Су-9 решено было ограничиться подвеской только 2-х УР, но с учетом возросшей их эффективности, в сочетании с гораздо лучшими характеристиками РЛС Орел по сравнению с ЦД-30, новый самолет обещал стать вполне приемлемой машиной. После предварительных согласований с заказчиком, в апреле 1958 г. ОКБ было официально дано задание на разработку АРКП Т-3-8М с ракетами К-8М. Этим же постановлением была задана разработка АРКП Т-3-51 с ракетами К-5М, учебно-боевого самолета Су-9У и были свернуты работы по применению ракет типа К-6 и К-7.

Аэродинамику новой машины удалось опробовать еще до официального начала работ по тематике, в течение первого полугодия 1958 г. на опытных самолетах ПТ-8-4 и Т-47 с РЛС Алмаз, доработанных в ОКБ-51 из опытных ПТ-8 производства новосибирского завода N153. На обеих этих машинах, при доработках их в ОКБ в конце 1957 г., старая НЧФ с неподвижными "рогами" обтекателей антенн станции "Алмаз" была заменена на новую - цилиндрическую, с острыми кромками воздухозаборника и с подвижным радиопрозрачным конусом обтекателя РЛС увеличенных размеров. Для дальнейших испытаний комплекса решено было доработать несколько опытных машин (в т.ч. ПТ-8-4, в дальнейшем переименованный в Т-47-2 и второй опытный экзепляр Т-3 - ПТ-7, ставший соответственно Т-47-3), а также несколько серийных Су-9 производства завода N153. Первый опытный Т-47 в сентябре 58-го был передан в ЛИИ для отработки силовой установки, и в испытаниях собственно самолета он не участвовал. ПТ-8-4 (он же Т-47-2) в сентябре 1958 г. был потерян в аварии. Таким образом, первым полноценным самолетом "второго комплекса перехвата" стал только Т-47-3, доработки которого в ОКБ были завершены в ноябре 1958 года. Его первый его вылет состоялся 25 декабря. В ходе заводских испытаний, на Т-47-3 отрабатывалась аэродинамика входного устройства и определялись летные характеристики с новыми подвесками. К апрелю 1959-го на испытания вышел 2-й экземпляр перехватчика - Т-47-4, а в июне к ним присоединился еще один самолет - Т-47-5.