歼-7 飞机配装有航空机炮、空空导弹、空空火箭弹等多种武器。歼-7 飞机安装的是口径为 30 毫米的 30-1 型机炮，是西安昆仑机械厂（847 厂，现在的西安昆仑工业公司）仿制苏联 НР-30 型管退式单管航空机炮，其采用后坐力加燃气复进，靠射击时产生的火药燃气压力带动各活动部件自动完成全部射击循环。机炮由炮管、进弹机、冷气装弹机构、炮箱、机心、电发火机和总装零件共 6 种部件、163 种零件组成，结构简单，装拆方便。全长 2.15 米，宽 0.18 米，高 0.186 米，重量 66 公斤。采用电操纵射击，射击初速为 780 米/秒，射速 900 发/分钟，寿命为 2,000 发。机炮供弹方式为弹链弹带供弹，装弹方式为气压装弹，弹药类型一般为杀伤爆破燃烧弹。由于机炮后坐力较大使炮体在连续射击时前后窜动剧烈，使得进弹系统与输弹导接口处对准性差，从而降低了进弹系统工作的可靠性。且由于采用管退式工作原理，基本构件和运动件的质量占全炮质量的比例较大，加上运动件的速度高，所以炮体零件所受的撞击力较大而容易破坏。为此在使用上只能采用增加零备件的方法来弥补。由于采用瓦斯筒结构，射击后清除瓦斯筒内的火药残渣较麻烦，维护比较困难。
随着空战对航空机炮射击精确性的要求进一步提高，30-1 型机炮的射速已经难以满足的要求，因此歼-7III 飞机换装了射速更高的 23-3 型机炮，该机炮同时也装备歼-8I、歼-8II 等型飞机。23-3 型机炮是西安昆仑机械厂参照苏制 ГШ-23 机炮研制的一种气退、滑动机心式双管航空机炮，其结构和工作原理与 30-1 型机炮不同，是利用炮管引出的火药燃气压力，带动各活动部件的后退与复进，自动完成两根炮管的全部射击循环。机炮由炮管、电发火机、缓冲器和进弹机这四个组件组成，并列两根炮管，各配有一套互相联动的滑板闭锁机构，而全炮的其它机构则共用一套，整个机炮活动部件质量小，体积紧凑。当第一根炮管射击后，从该炮管引出的燃气进入第二根炮管的燃气筒内推动第一根炮管的滑板闭锁机构后退。与此同时，进入第二根炮管燃气筒的燃气，推动本身炮管内的滑板闭锁机构复进。两根炮管的滑板闭锁机构通过联动机构协调后退和复进运动，共用一个进弹机给两根炮管的各自机心供弹，左、右炮管连续不断地交替射击。机炮采用火药燃气弹进行装弹和再次装弹，机炮的燃气弹室可每次装填三发燃气弹。采用火药充弹改变了国产机炮长期沿用的冷气充弹方法，因而使结构大为简化。不再需要提供气瓶、管道等设备，简化了系统并减轻了飞机的载荷。由于每个滑板闭锁机构的后退与复进都是在火药燃气的作用下完成的，这使复进的运动时间与后退的运动时间一样短，因此每个炮管的射速比同口径的单管机炮相比也高得多，故双管的整体射速达到 3,000~3,400 发/分钟，远远高于同口径的 23-1 型单管机炮（23-1 型机炮的射速仅 850 发/分钟），双管炮的射速虽然比同口径的单管航炮成倍地提高，但是体积和质量增大不多，重量只有 50.5 公斤（不带炮口消焰器）。因此综合性能较好，威力与同口径的多管旋转式机炮接近，且比多管旋转式机炮在飞机上布置更为简便容易。
机炮的供弹导链系统是环状闭合式的，由输弹导管、弹链导向器、装弹导槽、环形导轨等四部分组成，环形导轨安装在座舱后面的油箱槽上。歼-7 飞机备弹 60 发，歼-7I、歼-7II 飞机备弹 120 发，歼-7III 则备弹 200 发，弹药类型一般为杀伤爆破弹或穿甲燃烧弹。
歼-7 飞机是国产歼击机机载武器由以机炮为主转变到以导弹为主的转折机型，从歼-7 到歼-7I、歼-7II，机炮由一门增加到两门，而到歼-7E、歼-7G 又减少到一门。而空空导弹则从两枚增加到最多可挂四枚，从只能尾追定轴发射提高到全向离轴发射。
歼-7 飞机最先使用的霹雳-2 导弹是西安东方机械厂（844 厂，现在的西安东方机电集团公司）在苏联的 К-13 型空空导弹基础上仿制并改进而成的，后来株洲发动机厂也进行了生产。采用鸭式气动外形布局和模块化舱段结构，由导引头舱、舵机舱、战斗部舱、光学引信舱和发动机舱共五部分组成。两对三角形舵面位于舵机舱所在的圆柱形弹体外侧，两对后掠梯形弹翼位于发动机舱所在的圆柱形弹体尾部，两组弹翼均呈十字形配置。导引头采用硫化铅红外探测器，固体火箭发动机由铝合金制成。霹雳-2 导弹的弹长 2.84 米，弹径 0.127 米，翼展 0.609 米，弹重75.3公斤，最大射程 7.6 公里，最小射程 1.5 公里，最大速度 M2.5，最大过载 11g，战斗部重 11.4 公斤，有效杀伤半径 10~11 米，可以在昼间简单气象条件下对敌机后半球进行攻击。由于霹雳-2 导弹受当时技术水平的限制，导弹本身的机动性、抗阳光以及其他干扰的能力也比较差，并且只能从尾后攻击敌方飞机，难以适应现代空战环境的要求。为了提高导弹的性能，中国空空导弹研究院（612 所，现在的洛阳光电技术发展中心）从 1964 年 10 月开始对霹雳-2 导弹进行改进研制，代号为霹雳-2-15，增大了导弹的弹翼和舵面面积、提高了红外导引头的接收灵敏度、减轻弹体重量以及减小了近炸引信延时时间等。之后又改进出霹雳-2 乙型，增大了红外导引头的探测距离，提高了抗太阳及天空背景辐射干扰的能力，调整了光学引信的灵敏度并提高引信工作可靠性。1981 年 10 月定型投入批量生产，成为八十年代歼-7II 型飞机的主要导弹武器装备。
