К разработке самолёта, первоначально под обозначением С-80 ОКБ им. Сухого приступило по инициативе М.П. Симонова в начале 1990-х в рамках программы конверсии оборонной промышленности. Спустя два года окончательно сформировался облик самолёта, как высокоэффективного транспортного средства, предназначенного для пассажирских и грузовых перевозок на местных воздушных линиях и способного заменить устаревшие машины аналогичного назначения. Опытный экземпляр С-80 с турбовинтовыми двигателями ТВД-1500 рассчитывался на перевозку 24 пассажиров или 2500 кг груза. Однако отечественные ТВД вовремя не поспели и пришлось делать ставку на СТ7-9В компании «Дженерал Электрик» (США). С ними самолёт мог перевозить до 26 пассажиров или 3500 кг груза.
В 1993-м проектом заинтересовалось Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение (КнААПО).
Первый опытный экземпляр Су-80 под новым обозначением построили летом 2001 года, и 4 сентября машина (RА-82911), пилотируемая лётчиком-испытателем И. Вотинцевым (второй пилот Ю. Ващук) поборола земное притяжение. В том же году самолёт продемонстрировали в очередном Московском авиационном салоне.
Сертификацию Су-80 планировалось завершить в 2003 году. Однако после углублённого изучения рынка и с учётом пожеланий потенциальных заказчиков решили увеличить пассажировместимость серийного Су-80 до 30 человек. Для этого пришлось удлинить фюзеляж на 1,45 м и доработать оперение. Тогда казалось, что самолёту уготована большая «жизнь». К нему присматривались не только авиакомпании, но и военные. Естественно, помимо грузопассажирского Су-80ГП проработали транспортно-десантный, медицинский, рыбопоисковый, геологоразведочный, патрульный и другие варианты машины. Но основным считался грузопассажирский.