米格-23PD 是用升力发动机和固定的三角翼的短距起落研究机，这是米格-23 两个原始方案中的一个，发动机进气口采用锥形调节装置，也是和后来米格-23 不同的地方
变后掠翼的米格-23I 更接近后来的米格-23，同样的编号给了西方观察家一个启示：这两架飞机原来是一个项目里出来的
费多托夫艺高胆大，首次在空中改变后掠角一个月后就敢在多莫达多沃航展上表演在空中改变后掠角，看得观众和西方观察家大为激动
变后掠翼对设计和制造带来很大的挑战，在尺寸、重量和复杂性上大大超过以往，并不符合米格简单、轻巧的传统。在米高扬的指导下，贝利亚科夫领导设计工作，这是米格设计局的贝利亚科夫王朝的开始。为了减少技术风险，米格-23 的机翼后掠角只有三个固定位置：16、45、72 度，而且不是按速度、高度、机动性自动设定，而是由飞行员手动设定的。这似乎是一个设计上落后的表现，实际上是一个聪明的选择。可以连续改变后掠角的变后掠翼当然可以和更多的飞行条件作最优匹配，但常用的飞行条件其实不多：起落、巡航、空战、全速冲刺或者逃离。起落和低速飞行需要小后掠角，高速巡航和空战需要中等后掠角，全速冲刺或低空突防需要最大的后掠角。更精微的选择并不见得对通常情况有很大的作用，还增加了系统的复杂性和飞行员的操作负担。在 16 和 45 度后掠角时，机翼上的扰流片加差动平尾实现横滚控制，在 72 度后掠角时，只用差动平尾作横滚控制。美国在设计 F-111 和 F-14 的时候，机翼后掠角是无级可调而且自动调整的，这需要把大量精力放进自动控制后掠角以及气动控制面的匹配，好在整个飞行包线内达到最优化，其结果是大大复杂化的飞行控制系统、较低的系统可靠性和并不显著的好处。在实用中，手动控制的三个固定位置可以达到无级可调的大部分效果，但在复杂性上大大降低。但手动控制后掠角增加了飞行员的操作负担，在本来已经负担很重的空战和对敌攻击作战中，还要适时地控制机翼后掠角，这使米格-23 的飞行相当富有挑战性。美国内利斯空军基地的“入侵者”中队的飞行员都是精锐中的精锐，但空军系统司令部副司令 Robert Bond 中将在 84 年 4 月 26 日的训练飞行（驾驶 MiG-23）中还是失事丧生，事故原因一直没有正式公布，但据说是在空中失控。为了增加方向安定性，米格-23 加装了一个巨大的腹鳍。为了不使腹鳍在起落时碍事，米格将腹鳍设计成在起落时随起落架同步动作的折叠式，在地面和起落时折向一边，在空中则完全打开。这是米格-23 的一个特色。
米格-23 机翼的变后掠铰，这是铰钉去掉、活动段和固定段分开时的情形。这是变后掠翼技术的关键。这么一个铰链要承受种种应力，难怪结构重量轻不了
作为米格第一代强调电子设备的战斗机，米格-23 的座舱依然很老派而略显杂乱。注意其很有苏联特色的天蓝色底色，西方战斗机座舱内一般都是无光黑色底色
米格-23 有一个巨大的腹鳍，用来在大迎角时增加方向安定性。显然这个腹鳍的效果还是不够好，米格-23 在大迎角时容易发生侧滑，一旦侧滑又非常容易进入螺旋，而且很难改出，曾为此造成多次机毁人亡事故
在地面时，腹鳍向右折起
米格-23 的试飞不大顺利，米格设计局在进行最初的试飞后，就交付空军在阿赫图宾斯克的试飞中心同步进行更多的试飞。试飞从 69 年 7 月开始，一直到 73 年中才结束。试飞中发现的最大问题是大迎角侧滑时容易进入尾旋，而且很难改出。70 年 9 月里，一个星期里就有两架米格-23 在试飞中失事。第一架在超过极限速度后在空中解体，试飞员科马洛夫当场牺牲，事故原因不明，估计是氧气系统失灵，科马洛夫昏迷过去了，失去控制。第二架飞机则是在茹科夫斯基中心附近上空进入螺旋，尽管当时的迎角还在设计极限之内。空军的试飞员朱可夫也牺牲了。稍后不久，利佩茨克的空军试训中心（相当于中国空军的沧州试训中心）的资深试飞员也因为同样原因失事牺牲。空军莫斯科军区司令奥丁佐夫将军侥幸在坠地前的最后一刻弹射成功，捡回一命。为了避免更多的问题，米格只好将最初的米格-23 的过载极限定在 4g。
米格-23 是作为截击机设计的，不大强调格斗性能，大迎角下飞行稳定性的问题进一步限制了米格-23 的空战性能。在初期利佩茨克空军试训中心的对抗演习中，米格-23 对米格-21 输得一败涂地。用北越从南越缴获的 F-5 对抗更加不妙，利佩茨克的头牌杀手康道洛夫使尽浑身解数，在整个过程中一直使用后掠角的最优设定，也无法取胜。机动性的问题一直到米格-23MLD 才根本解决。
米格-23 是 74 年 1 月开始服役的，从最初的 S 发展到 SM。SM 是早期米格-23 的主要型号，装备了用越南战场上缴获的鬼怪式战斗机 APG10 雷达的技术改进的“高空云雀”雷达，可以发射 R-25（北约代号 AA-7）中程空空导弹，是第一架具有超视距空战能力的米格战斗机。在外观上，除了雷达罩更加饱满外，不容易和 S 分辨出来。进入 70 年代，米格设计局为米格-23 换装了推力达 12,474 公斤的新的 R-29 发动机，以补偿不断渐改带来的重量增加而导致的机动性损失，电子设备也有了大幅度更新，这就是第二代米格-23：米格-23M，出口型号为米格-23MF（华约国家）和 MS（非华约国家）。有了更大推力的发动机，米格-23M 终于可以载足机内燃油，增加航程。同时米格-23M 也可以在活动的外翼段下挂载副油箱。有趣的是，挂架不像 F-111 随后掠角自动调整到和前进方向一致的角度，而是固定的，匹配中等后掠角的情况。这又是一个米格的有意识的选择，理由是这样的：在起落时，速度较低，副油箱和气流方向拧着造成的阻力不大。这个飞行状态的时间也不长。起飞后很快进入巡航状态，这时机翼处于中等后掠角，副油箱和气流方向是顺的，没有问题。进入战斗前，反正应该抛掉副油箱，这时就可以不受限制地改变后掠角了。米格-23M 还具有对地攻击能力，可以挂载非制导炸弹和火箭。70 年代后期，美国的 F-15、F-16 等新一代战斗机开始出现，苏联的对应的战斗机一时还出不来，于是先改进米格-21 和米格-23 应付着，其结果就是米格-21 比斯和米格-23ML。米格-23ML 除了在机载设备和武器系统上下了很多功夫，还用新技术减轻机体重量，加强机动性。在外观上，垂尾根部向前的延伸没有了，这是最大的特征。发动机也更换为推力更大的图曼斯基 R-35，加力推力增加到 13,075 公斤。米格-23ML 的翼下挂架也改成随机翼后掠角自动偏转的，所以翼下不仅可以挂副油箱，也可以挂载武器。82 年之后，米格-23ML 进一步改进成米格-23MLD，将机翼固定段的翼根处增加了一个锯齿，用于形成前缘边条一样的效果，用在机翼上方产生强烈的受控涡流来增强大迎角下的机动性。机动性是增强了，但锯齿也增加了阻力，加速性和航程有所下降。后掠角还增加了一个 33 度的设定用于空战格斗，但作战手册上还是规定用 45 度的位置，只有有经验的飞行员才容许使用 33 度的设定。MLD 还采用了更新的电子设备，可以发射更先进的武器，包括 R-73 先进格斗导弹。按照苏联的习惯，中程空空导弹有雷达半主动制导和红外制导两种，条件合适的时候，可以用机载红外搜索和跟踪系统和红外制导空空导弹从敌机尾后悄无声息地攻击敌机。这是米格-23 的一个不常为人所知的密杀技。