中国空军很早就开始追寻轻巧灵活、重视机动性的战斗机了。新一代战斗机不再单纯地追求速度快，还要有良好的机动能力。当时在越南战争中，美国造价昂贵技术复杂的 F-4 重型战斗机有时会在越南空军轻小的米格-17 面前束手无策。而飞机的机动性能，主要是加速能力、爬升和盘旋性能。其中前两项指标是和高速飞行的设计要求相一致的，而最后一项指标却是与高速飞行的设计要求相互制约。一般来说强调飞行速度快的飞机，盘旋半径就越大，盘旋一周所需的时间就越长。局部战斗中的空战实践证明，即使在广泛使用空空导弹的情况下，战斗机在近距离时利用机炮进行格斗仍不可避免。格斗中，战斗机常被迫以尽可能小的转弯半径或尽可能快的转弯速率，绕到敌手后方，占据有利的射击位置。这时，速度较低或机体重量较轻的飞机反而处于优势。
1965 年，当沈阳飞机设计研究所新一代歼-8、歼-9 歼击机方案向沿海空、海军作战部队征求意见时，空军航空兵很多部队一再强调希望有机动性好、而且轻到能装在卡车上的小飞机，以便实施全民皆兵的思想。1965 年 9 月，沈阳飞机设计研究所总体室曾作过一个方案，但性能不能满足要求而中途夭折。
然而，空军机关的一些人并未放弃，后来又提出了“空中李向阳”的想法——要求飞机重量轻，而且机动性好，重量在 4 吨左右——随时能打随地能战，就像空中的游击队员，实现全民战斗机的想法。1969 年，空军航空工业领导小组向南昌飞机制造厂设计室及沈阳飞机设计研究所下达了研制任务，要求设计这种类型的轻型歼击机。正当沈阳飞机设计研究所准备派人去部队调研时，南昌飞机制造厂已经完成了这种飞机——歼-12 歼击机的方案设计。飞机装一台涡喷6发动机，重 4.1 吨，最大马赫数 1.8。空军曹里怀副司令员怕歼-12 方案不可靠，要求南昌飞机制造厂到沈阳飞机设计研究所征求意见。
歼-12 原型机
南昌飞机制造厂以 1 年零 5 个月的时间，完成了“小歼”歼-12 详细设计、主要风洞试验、强度试验和系统模拟试验。原型机于 1969 年 12 月 26 日首次试飞成功。1973 年 9 月 10 日，歼-12 飞机向中央首长做了精彩的汇报表演，被叶剑英元帅赞誉为“空中李向阳”。李向阳是电影《平原游击队》主人公游击队队长的名字，而这一绰号道出了歼-12 飞机机动灵活的特点。
但歼-12 超过声速时遇到了困难，直到 70 年代中才飞到了马赫数 1.6。由于歼-12 追求机体小、重量轻。因此机内燃油贮量为 1,250 千克，可带两个 400 升的副油箱最大航程为 1,385 千米，属于“短腿”的飞机。此外，歼-12 的机载武器是 1 门 30 毫米机炮，备弹80发；1 门 23 毫米机炮，备弹 120 发；另外可挂 2 枚红外制导的空对空导弹，火力比较弱。飞机采用机头进气形式，对增装先进设备不利。但若改为两侧进气设计并加装先进的火控系统，则重量和阻力都要增加，其原有的优点也将削弱。最后，歼-12 虽然也给军委首长做了表演，但最终空军没有要求进行批量生产。
1971 年底，歼-8 白天型歼击机开始进行试飞。而此时沈阳飞机设计研究所根据美、苏飞机注重中低空机动性和低空突防能力的发展趋势，开始了对下一代以突出中低空、亚跨音速机动性为重点，有良好的起降性能，兼顾高空超音速特性的第三代新型歼击机这一课题研究和方案探索工作，该机研制被称为二号任务，后定名为歼-13。
试飞中的 歼-8 白 72065
在歼-8 飞机研制过程中空军一直对该机不满意，觉得不过是个大个头米格-21，仅仅是航程长一些。为此，六院机关召集了 601 所、606 所有关设计人员，主持探讨研究新型歼击机的发展问题。当时根据越南战争的经验，空战多发生在中低空跨声速，还是以目视格斗为主，因此需要有较高的跨声速盘旋、上升和加速能力，高度 5 千米、马赫数 0.9 的稳定盘旋过载达到 6 的飞机——而歼-8 仅为 4.6。武器方面则还是以航炮为主兼用红外短程空空导弹。飞机最大起飞重量不超过 9 吨。由于以近距格斗为主，所以不一定装雷达，以减轻重量、突出机动性。
1971 年底，沈阳飞机设计研究所即完成了飞机的总体方案、总体协调，发出了除电器仪表、无线电等以外的全部结构系统打样图，并于 10 月份进行了方案机的摸底工作。
1972 年 3 月1 2 日，总体室副主任方宝瑞领导的小组正式向六院报送短距起落歼击机的设计方案——研究所暂定名歼-13 歼击机。其主要技术指标为：最大马赫数不小于 2.0；静升限大于 18,000 米；主要作战高度 3,000~10,000 米；作战速度马赫数为 0.7~1.5；航程不带副油箱不小于 2,000 千米，带副油箱不小于 3,000 千米；起落滑跑距离为 500 米，起飞重量 9 吨。
1972 年 9 月 26 日，六院作出批复，将该机的研制下达为二号任务，指出：“二号任务为前线歼击机，突出机动性，方向是正确的，但要大力减轻起飞总重，奋争推重比达到或超过 1.2，在确保机动性的前提下，争取续航时间比歼-6 有延长”。《批复》还指出，该机将替代歼-6 歼击机，作为下一代前线歼击机的主力机装备部队。并要求按上述意见进行方案论证和性能计算，11 月份向院汇报，争取列入 1973 年国家计划。
但是由于“四人帮”对科研生产的破坏干扰，虽在选择动力装置、进行补充试验和方案论证等方面做了一些工作，但是进展不大。
1974 年 9、10 月份，根据空、海军和部、院的指示，为使歼-13 新歼击机的设计更加符合部队的实战需要，由601 所、410 厂、606 所，共同组成了两个由 26 人参加的调查组，分别到北方和南方的空军航空兵、海军航空兵 7 个师、以及军部和航校征求对歼-13 歼击机总体方案、战术技术性能和对低空作战的要求。部队认为，歼-13 飞机突出中、低空机动格斗能力的方向是对头的，战术技术性能是可以的。但是作为八十年代使用，性能指标希望再高一些。