С внедрением на командных пунктах войск ПВО системы наведения Воздух-1 началось освоение перехватов в замкнутом контуре управления, при котором летчик работал в директор-ном режиме, постоянно отрабатывая погрешность наведения, рассчитанную на КП и выдаваемую на борт самолета по каналу радиолинии Лазурь. Наведение осуществлялось по оптимальным траекториям, что значительно повысило возможности самолета. По мере доводки машины промышленностью и освоения ее в войсках к концу 60-х гг. Су-9 представлял собой вполне надежный в эксплуатации перехватчик, и статистика летных происшествий на нем вышла на средний в авиации ПВО уровень.
Летом 1964 г. в 393-й Гв.ИАП под Астраханью, до этого эксплуатировавший Су-9, были переданы первые серийные Су-11. Переход особых проблем не вызвал, и после проведения в полку первого этапа войсковых испытаний самолета, в первой половине 1965 г. в строй поступили все серийные Су-11. На них перевооружили два истребительных полка Московского округа ПВО: 790-й ИАП в Хотилово и 191-й ИАП в Ефремове. Проведенные в ОКБ Сухого и Люльки работы по доводке машины самым лучшим образом сказались на ее эксплуатационных качествах: по сравнению с Су-9 на Су-11 почти не было происшествий, чязанных с отказами материальной части. Вот один из примеров, наглядно иллюстрирующий возросшую надежность самолета. В 1968 г. в двигатель Су-11, пилотируемого летчиком 191-го полка к-ном А.И.Ямниковым, попала птица. Началась сильная тряска (позже на земле обнаружили значительные разрушения двух первых ступеней компрессора), однако АЛ-7Ф-2 продолжал работать, и пилот благополучно посадил машину.
Тактика применения Су-11 практически не отличалась от принятой для Су-9. Вместе с тем, несколько расширилась зона перехвата по высоте, т.к. за счет новых РЛС и ракет стала возможной атака целей, летящих с большим превышением (принижением). Интересно отметить, что КБП для Су-11 предусматривал и применение ракет Р-8М по наземным (морским) целям. Очевидно, таким образом военные пытались возместить недостаток в УР класса воздух-поверхность. На практике это вылилось лишь в экспериментальные работы с участием Су-9 и пусками РС-2УС по наземным целям, которые начались во второй половине 60-х гг. К этим испытаниям, кроме летчиков НИИ ВВС, привлекались и строевые пилоты. Так, в 1966 г. летчики 350-го ИАП (аэродром Белая) в ходе ежегодных стрельб на полигоне в районе оз. Балхаш проводили пуски ракет по наземным целям. Дальнейшего развития эта программа, равно как и оснащение перехватчиков бомбардировочным вооружением, не получила. А вот разработки военных ученых, касающиеся совершенствования тактики перехватчиков, нашли практическое воплощение. Например, в 1972 г. начал действовать новый КБП Су-9, в котором содержалась новая методика перехвата с типовыми профилями полета по потолкам, что обеспечивало наибольший возможный рубеж перехвата. С учетом опыта боевых действий во Вьетнаме и на Ближнем Востоке в этом документе уделялось повышенное внимание маневренному воздушному бою. Особого практического значения такой способ боевого применения не приобрел, т.к. комплекс вооружения Су-9 не был приспособлен для этого. Однако в некоторых частях, например, в Кировском, на этих самолетах отрабатывали даже групповые маневренные бои.
