T-58Prototaip Su-15.Su-15 (Flagon-A)Versi pengeluaran pertama.T-58VD (Flagon-B)Prototaip yang menggunakan tiga unit jet angkatan Kolesov di tengah fiuslaj bagi memberi keupayaan STOL. Tidak dikeluarkan secara besar-besaran.Su-15UT (Flagon-C)Versi latihan tanpa dilengkapi dengan radar dan keupayaan tempur, digunakan sejak 1970.Su-15 (Flagon-D)Versi dengan hujung sayap yang dipanjangkan, dibina sejak 1969.Su-15T (Flagon-E)Versi dipasang dengan radar Volkov Taifun, 10 buah telah dibina.Su-15TM (Flagon-F)Versi naik taraf Su-15T, dipasang dengan radar Taifun-M dan mengubah aerodinamik, digunakan sejak 1971. Rekabentuk radom baru untuk memperbaiki prestasi radar.Su-15UM (Flagon-G)Versi latihan Su-15TM tanpa radar tetapi memiliki keupayaan tempur, dibina antara tahun 1976 hingga 1979.U-58UMPrototaip Su-15UM dengan radar Taifun-M, tidak dikeluarkan.Su-15ShCadangan pesawat serangan darat, ditawarkan pada 1969. Tidak dibina.Su-15-30Cadangan versi yang berkongsi radar dan peluru berpandu seperti pada MiG-25; tidak dibina.Su-15bisMenukar Su-15TM dengan memasang enjin R-25-300 yang berkuasa 15,652 lb (69.9 kN) dengan tujahan pembakaran lanjut untuk meningkatkan prestasi; diluluskan untuk pengeluaran, tetapi tidak dibina kerana kekurangan enjin.Su-19Cadangan versi terkini dengan enjin R-25-300, sayap bujur dan pilon tambahan untuk peluru berpandu. Tidak dibina.

Beberapa laporan Barat mengatakan bahawa Su-15TM juga didesignasi sebagai Su-21 dan Su-15UM Su-21U. Laporan-laporan ini ternyata salah. Designasi Su-21 telah dikhaskan untuk Su-17M4, akan tetapi tidak pernah digunakan.[1]