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　　1920年，苏联苏维埃政府决定：大学生可以返校继续学习。1921年秋．苏霍伊回到莫斯科高等技术学院继续学习。还是老地方，但已去掉了帝国的字样。这就是后来的莫斯科国立鲍曼工学院和现在的莫斯科国立鲍曼技术大学。当时的生活极其艰苦，到了冬天，大学生们成天都必须蜷缩在大衣里，边呵着气搓着手，边听老师(也包括茹科夫斯基教授)讲课。为了勤工俭学，课余时间里还得去火车站卸货，去莫斯科河码头干体力活，以便能够挣些钱来维持生活。苏霍伊住在集体宿舍里,由于房间狭小，大家只能轮流睡在地板上。这种艰苦的生活和环境锻炼了苏霍伊的忍耐力、不向困难低头的顽强作风和自我控制能力。

　　1924年,苏霍伊还没有毕业，就开始在中央流体力学研究院一面当制图员、一面在安德烈·图波列夫指导下做毕业设计。一年之后．苏霍伊完成了一架300马力的单座歼击机的设计方案，井以此为题通过了毕业设计答辩。当时的中央空气流体动力研究院和图波列夫设计局尚未分家，因此一毕业，苏霍伊就到中央空气流体动力研究院担任设计师，留在图波列夫身边工作。中央空气流体动力研究院不仅从事空气动力学研究，还涉及水动力学研究。在图波列夫时代，苏霍伊不仅参加了很多重要的飞机设计，还参加设计了海军的鱼雷艇，一些型号一直服役到二战后的50 年代初期，但苏霍伊的志向在天上。 由于在工作中有出色表现，苏霍伊的逐渐被显示出来，不但得到了图波列夫的重视，经常让其担当重任，而且一个以苏霍伊为核心的飞机设计集体正逐步形成。

　　1930年，苏霍伊担任中央流体力学研究院飞机研制部第四设计小组的负责人；1932年起，任第三设计小组的负责人。很快，苏霍伊就成了国家航空第156厂（隶属图波列夫设计局，位于伊尔库茨克）的设计室主任。当时苏联空军要求图波列夫设计局提交一架新型战斗机的设计，图波列夫立刻主持了ANT-5 的设计，ANT 是安德烈·N·图波列夫的缩写，年轻的苏霍伊负责发动机安装框架的设计和总装的工程事宜。这是苏联第一架全金属战斗机，性能先进。虽然依然是双翼，但下翼翼展只有上翼的一半，可算是较为奇特的“1.5 翼”飞机，该机兼具单翼和双翼的优点。这种飞机采用活塞式水冷发动机，为了增加飞行速度，在这种飞机上试验安装了喷气助推器，使这种飞机在机动性方面优于当时世界上最好的战斗机。在爬升率方面也超过了当时世界上许多型号的飞机。苏联空军对ANT-5 十分满意，将其定型为伊-4 战斗机，投入批量生产，苏霍伊作为设计局的技术代表，被派往红十月飞机厂监督飞机的制造。。

　　三十年代初期，苏霍伊和他的小组接受任务去研制一种高速、单座、单翼战斗机，称之为伊－14。它装有可收放的起落架、密封座舱盖、光滑的机翼蒙皮，以及为缩短滑跑距离而安装的机轮刹车系统，这些都是新采用的革新技术。军械部分包括两门无后座力炮和两挺机枪。

　　1931年，伏罗希洛夫建议研制航程达13000千米的超远程飞机，图波列夫开始初始设计，并委任苏霍伊主持具体设计。这种后来被命名为特－25型特种飞机的设计在1932年完成，中央空气流体动力研究院提供了理论计算和技术支持。1934年，苏联飞行员驾驶这种飞机在闭合航线上创造了续航时间和航行距离记录。一九三七年格奥尔吉·菲利波维奇·拜杜科夫乘这种飞机完成莫斯科——北极——美国航线不着陆飞行。在全世界引起轰动。在这之后不久，在苏霍伊的指导下又设计出一种安特－37比斯飞机。苏联女飞行员玛林娜·米哈伊洛芙娜·拉斯科娃和瓦莲京娜·格里卓杜波娃乘这种飞机飞行了6，000公里，创造了女机组航程的记录。后在这两种飞机的基础上改装成ДБ-1和ДБ-2轰炸机。

　　这两种飞机使苏霍伊变的很出名，根据前苏联国防委员会1936年12月7日的命令，苏霍伊带领一班人马来到阿穆尔河畔的阿穆尔共青城，在那里的一个飞机厂设计部担任领导工作。开始研制安特-51单发全金属高速强击侦察机，该机从1937年2月开始研制，仅用六个月就造出原型机。该机被批准投产，编号ББ-1。

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