为了加快歼击-7 的改型研制速度，成都飞机制造厂首先在一架从空军部队借来的 2010 号米格-21 飞机作为样机，按照“六改”方案进行初步的改装试验。鉴于扩大机翼整体油箱容积的改装较为复杂，因此在这架飞机上没有实施，而是在机翼下加挂了一对 480 升副油箱的方式来增大燃油量。此外，进气道唇口圆弧半径也由于当时改装条件的限制而没有进行更改。因此 1964 年 4 月改装完成的这架样机实际上是“五改”状态。1969 年 6 月 16 日，空军第十一航校副团长王瑞生驾驶这架改装后的米格-21 进行了首飞，随后又进行了多次的测试飞行，到 1969 年 9 月完成了 28 个起落的全部鉴定试飞科目。除机翼加装 480 升副油箱可能会引起全机重心失调而在试飞前的样机预审时被临时取消外，另外四项改进项目都顺利通过了试飞鉴定，也就是所谓的歼-7“四改”状态。
在改装试验取得经验之后，成都飞机制造厂开始正式按“六改”方案投料试制五架原型机。1970 年 4 月 12 日，首架“六改”状态的 01 号原型机在试飞员庞立柱驾驶下首飞成功，到 7 月份完成所有试飞科目。而用于静力试验的 02 号原型机也于 1970 年 8 月完成了全机静力试验，加载到设计载荷的 110% 时才发生破坏，证明机体强度满足设计要求。1970 年 8 月 16 日，第三机械工业部将这种“六改”状态的歼-7 正式命名为歼-7I 型飞机，空军后来又改称为歼-7A，随后工厂开始了小批量试生产。从 1970 年到 1971 年期间，成都飞机制造厂投产三个批次，一共生产出整机 34 架。但由于当时改型设计工作缺乏技术上的全局安排，在思想上重视不够，导致一些改动的协调关系没有处理好，相关试验也进行的不充分，造成这批“六改”状态的歼-7I 型飞机存在比较严重的问题，如换装涡喷-7 乙型发动机后由于排气温度提高了 100 度，导致后机身的温度过高，这对飞机的飞行安全造成比较严重的威胁。再加上当时处于“文化大革命”时期，工厂里的技术、工艺、检验部门被取消，各种技术规章制度也被废除，生产管理处于十分混乱的状态，造成这些飞机存在着不少制造质量的问题，超差问题很多。1971 年 7 月，空军派人到成都飞机制造厂对飞机检验后表示这些歼-7I 飞机的质量差、问题多，结论是不能使用而拒绝接收。于是当时生产出来的这 34 架歼-7I 型飞机被迫长期停放在成都飞机制造厂的机场上而无法交付，无法进行设计定型，面临着将要下马的危险。
鉴于这种局面，三机部派出工作组专程来成都飞机制造厂调查整改，对飞机暴露出来的这些问题进行了具体分析，分清哪些是设计问题，那些属于生产制造超差问题，最终做出了歼-7 可以继续改进的结论。1972 年 5 月，当时的中央军委副主席叶剑英主持召开军委办公会议，听取第三机械工业部和成都飞机制造厂关于歼-7I 飞机试生产情况的汇报，重新审议了飞机的改进方案。结合当时工厂的实际技术水平和生产情况，对歼-7I 的原改进项目进行了删减，保留对战技术提高有关且容易实现的改进项目，而一时难以解决的改进项目暂不进行改动。因此在六项改进中取消了座舱盖外形加高、换装涡喷-7 乙型发动机、扩大机翼后整体油箱的容积这三项，只保留了增加一门机身左机炮、进气激波锥由三级调节改为无级自动调节、进气道唇口圆弧半径由 0.5 毫米增加到 2.0 毫米这三项改进。在统一意见的基础上，决定歼-7I 型飞机按这种“三改”状态重新进行试制和定型工作。
随后，成都飞机制造厂开始在第 3 批 01 架的歼-7I 飞机上按“三改”状态重新进行改装试制，1973 年 6 月，第一架“三改”状态的歼-7I 飞机改装完成，并由试飞员景正华首飞成功。同年 9 月，该机转交到西安阎良的飞行试验研究所（630 所）进行定型试飞，先后完成了主要性能试飞以及机炮的空中双炮射击试验，共飞行了 63 架次、33 小时 9 分钟。同时成都飞机制造厂还将 1971 年前生产出来的 7 架“六改”状态的歼-7I 飞机检修后交付空军航空兵第七师，进行实际适用性检验试飞，先后飞行了 1,578 架次共计 925 小时。此外驻成都飞机制造厂的空军试飞团第三试飞大队也进行了 417 架次、193 小时的试飞，三个单位历时一年，终于完成了歼-7I 的定型试飞。通过这些试飞和试用的结果表明，飞机在增加一门机炮后不但射击火力加强了，而且还提高了命中概率。在空中双炮同时射击时，军械系统的工作正常。进气道唇口变钝后，飞机在低速飞行时气流分离损失降低，发动机的起飞推力增大。进气道调节锥改为无级调节后，提高了进气效率，发动机有效推力增大，在超音速条件下的加速性有所提高。发动机、特设附件和无线电设备的工作状态稳定，战术技术性能有了一定的改善。
