Су-11 был модернизированной версией перехватчика Су-9 "Fishpot". Признавая основные недостатки Су-9, Сухой начал работу над Су-11, который впервые поднялся в воздух в 1961 году как прототип Т-47.
Су-11 имел треугольное крыло Су-9, стреловидное хвостовое оперение и сигарообразный фюзеляж, а также круглый носовой воздухозаборник, но имел более длинную носовую часть для размещения более мощной РЛС "Орел". Установлен более мощный ТРД Люлька АЛ-7Ф-1.
Ракеты Су-9 с лучевым наведением К-5 были заменены парой ракет Р-98 (АА-3 "Анаб"), обычно одной Р-98МР с полуактивным радиолокационным самонаведением и одной Р-98МТ с инфракрасным наведением. Как и многие перехватчики того периода, у него не было пушки.
