飞机更新了一些机载电子设备，加装了 JT-1 型平显武器瞄准系统、SRT-651C 型通讯电台、JD-3 型塔康导航系统、8430 型大气数据计算机以及 930-4 型机尾雷达告警器和 941-4C 型箔条/红外干扰弹综合投放器等新设备。更换了航姿系统、无线电罗盘、信标接收机、无线电高度表、超短波电台等国内新改进出来的设备。新增的全雷达告警器、箔条/红外干扰弹投放器组成的电子对抗系统，有利于改善飞机的战场生存性。但歼-7E 飞机没有安装火控雷达，依旧安装的是雷达测距器，仍然只是一种昼间型歼击机。尽管在设计之初空军曾提出歼-7E 要安装火控雷达，但后来考虑到安装较为沉重的火控雷达将会影响飞机的机动飞行能力，而更大直径的雷达天线也需要对进气道进行较大的更改，因此最后放弃了安装雷达的计划。同时还确定歼-7E 不配备中距空空弹，以免挂载后影响歼-7E 的机动灵活性。
歼-7E 增加了武器外挂能力，最大外挂能力增加到了 1,600 公斤，能够挂载性能较高的霹雳-8型空空导弹。在左右机翼下各增加一个外侧挂架，使飞机的外挂架达到五个：机腹一个挂架，可以挂载 720 升副油箱。每侧机翼下各两个挂架，可挂载发射霹雳-2、霹雳-5 乙、霹雳-7、霹雳-8 等多种型号的空空导弹。或者挂载 HF-16 或 HF-7 系列火箭弹发射器，每个火箭发射器可携带 12 枚 57-2 或 7 枚 90-1 航空火箭弹。也可以挂载 250 公斤或 500 公斤低阻航空炸弹等武器，外侧挂架还可以挂载副油箱。由于现代空战已经由机炮为主要武器转变为导弹为主要武器，因此歼-7E 飞机取消了原歼-7II 左侧的一门机炮及其输弹带结构，减轻重量约 150 公斤，只保留右侧一门 30-1 航炮，机内正常备弹量减少为 60 发。同时考虑到飞机作战方式以及导弹武器的攻击特点，配备防弹钢板的作用并不明显而且使飞机增加不少死重，于是歼-7E 取消了座椅的防弹钢板。座舱内采用了与大气数据计算机交联的平视显示及武器瞄准系统，实现了飞行参数与武器瞄准信息的综合显示，增加了瞄准射击方式并提高了瞄准攻击的精度。平视显示使飞行员可以在飞行过程中不必低头观察仪表就可以了解飞机的飞行状态，提高了飞机的作战效能。
取消了左机炮后恢复了原来的油箱，机内燃油容量的增加了 100 升，一定程度上提高了飞机的航程和续航时间。进一步改进了飞机的可靠性和维护性，把原来的重力加油方式改为压力加油方式，大幅缩短了加油所需要的时间，加满机内最大燃油容量的时间从原来的 30 分钟减少到 6 分钟，提高了再次作战出动的效率。液压系统的液压油采用密闭加油方式，取消了液压系统的柱型蓄压器。并对水平尾翼和副翼的载荷机构进行了改进，改善飞机的操纵品质，起落架也由冷气刹车改为电子防滑液压刹车。
1987 年 10 月，成都飞机工业公司开始正式研制歼-7E 飞机，总设计师为陆育英。1989 年 3 月，歼-7E 飞机的设计图纸全部完成，随后开始飞机的零件制造。首批投产四架原型机，其中一架用于静力试验，其他三架用于试飞。1989 年 10 月开始进行部件装配，1990 年 1 月开始总装，1990 年3 月 11 日，用于试飞的第一架歼-7E 原型机（01 号机）完成总装。3 月 18 日，用于静力试验的 02 号原型机也完成总装并随后开始进行试验。1990 年 5 月 18 日，歼-7E 型飞机在试飞员钱学林的驾驶下首飞成功，之后经过三年左右的鉴定试飞，先后解决了所出现的纵向飘摆、副翼嗡鸣、自动上仰、平显多次烧坏等故障，1993 年 5 月歼-7E 终于设计定型。而在 1993 年 8 月，歼-7E 型飞机就已经开始交付部队进行试用。1993 年 12 月，成都飞机工业公司开始投入批量生产，到 2001 年停产为止一共生产了 260 多架，装备部队后满足了歼-6、歼-7I 等歼击机退役换装的需要。
歼-7E 飞机的中低空机动性，起飞着陆性能比歼-7II 型有了很大的改善。经与歼-7II 的对比计算分析，其稳定盘旋过载提高 29%，最大航程增加 17%～44%，歼-7E 飞机在机动飞行性能上达到了国外第二代战斗机的较好水平并已接近第三代战斗机的水平，同时在有效武器载荷和作战半径上也得到了明显改善，改进的电子设备也提高了飞机的总体作战效能。
歼-7EH
歼-7EH 是海军航空兵所装备的歼-7E 型飞机，与歼-7HH 的改进类似，歼-7EH 与空军型的主要区别也是加强了飞机机体和发动机的防腐措施，以适应海上飞行使用环境的要求。
歼-7EB
歼-7EB 是空军“八一”飞行表演队所装备的歼-7E 型飞机，编号里的“B”意为“表演”。与标准的歼-7E 型相比拆除了机身右侧安装的一门 30-1 型航炮及其输弹带和炮弹，取消了机翼武器挂架，同时也取消了相关武器的火控系统，一些与作战有关的系统和设备也被取消，飞机重心随之进行了调整。为了适应特技飞行表演的需要，座舱内加装了高精度飞行仪表，机身下加装了拉烟装置。换装了中国航空救生装备研究所（610 所）研制的 HTY-6 型火箭弹射座椅，提高了弹射座椅的可靠性、舒适性以及救生性能。
“八一”飞行表演大队其前身为成立于 1962 年的“中国人民解放军护航表演大队”，四十多年来先后为五十多个国家和地区的上百个代表团及国内数万观众进行了近 200 场的表演，其表演成功率达 100%。“八一”飞行表演队先后装备过多种飞机：1962 年组建初期使用的是苏联生产的米格-15 比斯飞机，从 1968 年 8 月开始使用国产歼-5 飞机，1974 年 5 月换装歼-6 飞机，1980 年 1 月又换装歼教-5 飞机。