Каждый раз после появления новой машины встает задача переучивания на нее летного состава, для чего требуется двухместный учебно-тренировочный вариант. Не стал исключением и Су-15, тем более что его предшественники Су-7У и Су-9У мало подходили для этих целей. Первоначально на спарке предполагалось сохранить оборудование и вооружение перехватчика, включая ракеты Р-98 и радиолокационный прицел. Полный комплект документации на учебный самолет выпустили в срок — к осени 1966 года. Но производственные мощности завода в Новосибирске не позволяли вовремя перейти к изготовлению машины. К тому же на выходе была новая РЛС «Тайфун», которая так и «просилась» на спарку. В итоге было предложено сначала построить упрощенный вариант машины Су-15УТ http://nicejet.fr/(У-58Т, изделие «42») без РЛС и вооружения и затем перейти к учебно-боевой модификации. Министерство авиационной промышленности (в 1965 году ГКАТ преобразовали в министерство) поддержало предложение ОКБ.
От боевого Су-15УТ отличался прежде всего двумя кабинами: обучаемого и инструктора. Для этого в фюзеляже пришлось уменьшить объем топливного бака №1 на 900 литров, а для частичной компенсации снижения запаса горючего в хвостовой части фюзеляжа расположили дополнительный 180-литровый бак №5. При этом для сохранения заданного диапазона центровок в носовой части фюзеляжа (где раньше располагалась РЛС) поместили балласт. Для обеспечения инструктору обзора вперед на взлете и посадке подвижную часть фонаря второй кабины оснастили перископом. В итоге запас топлива сократился до 5010 кг, но пустой самолет потяжелел до 10 660 кг.