Chargé de défendre l'espace aérien soviétique, le Su-15 est connu pour être l'auteur de deux tirs contre des avions civils pendant la Guerre froide :
le 20 avril 1978, contre le vol 902 de Korean Air qui réussit à se poser en catastrophe (bilan : 2 morts, 10 blessés)
le 1er septembre 1983, un appareil de la base aérienne de Dolinsk Sokol contre le vol 007 de Korean Air qui s'écrasa en mer, tuant tous ses occupants (bilan : 269 victimes)
Le 18 juillet 1981, un Su-15 a intercepté un avion de transport venu d'Iran et entra en collision avec lui. Le pilote du Flagon s'éjecta à temps et eut la vie sauve.
Variantes
Su-15 Flagon A : version initiale
T-58VD Flagon B: version expérimentale à décollages et atterrissages courts
Su-15UT Flagon C : version biplace d'entraînement
Su-15 Flagon D : modification de la forme de l'aile
Su-15T/TM Flagon E : version améliorée avec nouveau radar, plus grands réservoirs de carburant et capacité air-sol
Flagon F : Su-15TM avec un nez modifié ayant une meilleure aérodynamique