GP-9 机炮吊舱
印度购买了一批米格-21PF（“77”号机）飞机，发现这种飞机有改进潜力，于是决定购买制造权，在印度斯坦飞机公司的纳西克厂生产机体，发动机则由奥里萨厂进行装配，而海得拉巴厂的制造火箭和仪表。印度制造的第一架米格-21FL 于 1966 年开始装配，第二年未，印度生产的米格机开始装备空军。前几批飞机均装苏联的发动机。到 1969 年 1 月印度才制出了国产发动机。1970 年 10 月 19 日，国产率达 60% 的印度产第一架米格-21FL 才装备空军。
印度空军的米格-21FL
1971 年 12 月，印巴战争开始。巴基斯坦空军的主力战斗机是美国洛克希德公司生产的 F-104A“星”式战斗机。西方专家们认为，这种战斗机与米格-21 相近。各种报刊对这两种飞机的遭遇作了多种估计。在前两周的战争中，两种飞机空战四次，苏制飞机都是获胜者。
12 月 12 日 14 时，印空军的两架米格-21FL 对正在贾姆纳格尔机场战斗值班。位于印度洋北岸的对空观察哨发现两架巴方 F-104 战斗机低空进入印度领空。响起了战斗警报。两架米格-2FL 紧急起飞，刚爬升到 1,800 米，僚机即发现第一架敌机，大速扑向米格飞机。僚机加大油门跟了上去，两者相距 3,000 米。这时长机并未发现敌机，第二架敌机已停止攻击， 以低空超音速向北飞去。第一架敌机得知身后有印机时，向左急转弯，企图 摆脱印机的攻击。不过，机动性更好的米格-21FL 以 900 公里/小时的速 度咬住了自己的猎物，并打开加力燃烧室。这时巴机企业以 1,200 公里/小 时的速度超低空逃离，但僚机死死咬 住不放，在距离敌机 900 米处，发了一个长连射。“星”式战斗机立即着火，并坠人大海，飞行员跳伞逃脱。就这样，在印巴战争中，米格-21 第一次战胜了美国对手。
但是，米格-21 并非时时幸运。 它在中东战争初期与以色列“幻影”机 的交手结果没有使米高扬设计局设计师们欢欣鼓舞。当然，作战结果在许多情况下，与飞行员的素质和士气有很大关系，而在这方面，以色列飞行员比埃及飞行员高出许多。
从米格-21PF-V 在越南参战结果 也可得到一些旁证材料，米格机在越南一出现，美国空军立即改变了它的作战方式。1966 年 4 月 23 日，米格-21 第一次在越南参战，从此以后，美国的由 F-105“雷神”组成的攻击机群改由 F-4“鬼怪”式战斗轰炸机护航，后者导弹火力强、雷达功率大，可以有效地对付机动灵活的米格机。
前几次空战结果表明，尽管米格-21 推重比略小于 F-4，但由于它翼载小，空战中仍然棋高一筹。因此，北越飞行员勇敢地与敌人进行近战。米格 机的几次失手都主要吃亏于 F-4 飞机 雷达的探测距离更远。在远距时，中距空空导弹也更有效。
北越的米格-21PF-V 经常与落后的米格-17F 配合作战，亚音速米格-17 飞机把美方的轰炸机群从低空 赶至中空，而在中空米格-21 可实施导弹攻击。
越南空军的米格-21PF-V
越南人民军空军司令部顾问——苏联退伍空军少将 M.H.菲辛科提供了如下数字：在 1966 年前 4 个月空战中，美机被击落 11 架．越南损失为米格-17 机 9 架；5~12 月，米格-21 参战，美 方损失 47 架飞机，越方仅损失 12 架。
米格-21PF、PFS 和 PFM 等截击机大量生产，1964~1965 年，米格-21PFM 由高尔基城工厂生产，1966~1968 年，其出口型则由莫斯科”劳动旗帜“厂生产。这几种型别在被更先进的米格型机替换下来以前，在许多国家服役了 10 多年。
飞机设计师通常采用两种途径研制侦察机：研制全新侦察机，或是在已有的 批生产机的基础上改进。从研制周期和节省费用来看，后者比前者为好。
60 年代初期，苏联也面临了这一选择。当时，苏联的战术侦察机 IL-28R、Yak-27R 和少量的米格-19R 都 已落后。米格-21 的设计师们提出了 这一想法，并得到军方支持，于是着手在歼击机的基础上研制超音速全天候 战术侦察机。
第一种侦察型在带附面层吹除系统的批生产型米格-21PF 的基础上改进，侦察型原型机 E-7-8 与米格-21PF 型几乎没什么差别，只是垂尾 介质翼尖形状有细小改变，为了便于 安装新设备的天线，在两翼尖上，装上了小型雪茄形整流罩。机身腹部增加流线型设各舱，翼下原武器挂架上增 加了两个 490 升的副油箱。在这种状态下飞机进行了试飞，尽管增加了两个副油箱，但活动半径仍然不够。
设计师们不得不另寻解决办法，把座舱后至垂尾的背鳍加粗，其内增装了一个 340 升的燃油箱。这一办法很好，因为飞机迎风面积并不增加，且全部设备部装人机体，机内带油量增加到 2,800 升。
带 R 吊舱的米格-21R
由于米格-21PFM（94 号机）新型截击机投产，侦察型就在新型机基础上做工作，这时，垂尾见面积加大，改用向右开启的座舱盖和 KM-1 弹射座椅。全套设备均沿用米格-21PFM 的。这样，起飞重量增至 8,100 千克，由于重量增大和有外挂，飞机在 13,000 米高度的最大平飞速度下降到 1,700 公里/小时，但仍然很高。升限 降至 15,100 米，不带副油箱航程 1,130 公里，带副油箱航程 1,600 公里。侦察 型机以此状态投产，代号米格-21R（“94”R 号机），1965~1971 年一直由高尔基城工厂生产。
侦察型的动力装置初期与截击型完全一样，即采用 R-11F2S-300 型发 动机，后来与歼击型一样，对发动机作了改进。
侦察型的武器装备为两枚 R-3S 近距导弹或两个 UB-16-57（UB-32）火箭发射器，为攻击地面目标，亦可带 S-24 型火箭或两枚炸弹。两个副油 箱通常挂于两侧挂架，为增大续航时间，两个内侧挂架通常卸去。
米格-21R 型机可挂 R 和 D 型吊舱，两者内装设备不同。米格-21R 是苏空军装备的第一批除装备光学侦 察设备外，还装有电子侦察设备的侦察机之一。
R 型机外销许多国家，埃及空军对 R 型又作了改进，于机身腹部装上了航空照相机，外盖带透明窗孔的整流罩。