MiG-21的设计目标不是要在机炮空战中取得优势，而是要对付高空高速的战略轰炸机。当时美俄两国都无法为越洲飞行的核轰炸机研制出类似二战中使用的护航战斗机，故截击机不需考虑如何与战斗机厮杀，而必须防止核轰炸机利用高空高速的优势，在截击机紧急起飞占位之前，就穿过防空范围，投下毁灭性的武器，故截击机的基本要求是争取反应时间。MiG-21用两种方式来达成目标：第一， 其拥有优秀的低空低速控制能力，能以较低的速度起飞，使用跑道较短的前线机场，故能部署在领土外围作战；第二：MiG-21拥有极佳的爬升能力及两马赫的极速，所以她能迅速爬到轰炸机所在的高度，在轰炸机通过前进行截击，就算轰炸机来得及穿过防守线，MiG-21也有足够的速度从后方追击。
越战的作战环境同样与原先设定有所差距，但和F-105与MiG-17不同的是，越战环境使MIG-21享有意料之外的优势。因为美国必须以战术攻击机硬撑作长距离攻击，故无法像战略轰炸机那样作高空高速的冲刺；而且美国的轰炸不是核武器，即便穿透成功，也不会对后方造成决定性的破坏。所以MiG-21可以先确保自己的优势，不从前方挑战美军雷达导引导弹迎面射击的优势，而从侦侧不到的低空穿过美国护航战斗机的雷达搜索，再从美国机群的后方利用优秀的爬升能力迅速爬到25000尺以上的高空，悠哉地转向对前下方缓慢的战术攻击机群进行掠袭，而非与单架、高速前进的战略轰炸机作分杪必争的赛跑。MiG-21会从5.7哩外开始加速到1.4马赫，在对著充满目标的空域发射完所有的导弹2枚AA-2。除非预先得到警告，否则美军护航机根本不可能来得及阻止如此高速的攻击；即使得到警告，北越战管察觉护航机的动作后也可以轻易指挥具有速度优势的MIG-21机群迥避，再等待机会重新攻击，或者指挥其它米格机趁机穿透护航机与攻击机间的空隙攻击。面对如此快速的敌人，美国战轰机就算不被击落，也往往吓得抛弃对地弹药，而MiG-21则潇洒地继续俯冲加速到两马赫，无视于满腔怒火却来不及加速追上的美国护航机群扬长而去。
故MiG-21这架飞机使高空高速的优势完全逆转，美国军机没有一种能在这个领域胜过她；美国对付MiG-17的俯冲-加速动作，MiG-21一样有足够的能量优势继续咬住，就算拉长间隔距离，MiG-21却有空对空导弹可以追上；就算进入低速转弯的格斗，MiG-21仍然有优异的性能。 从1967年开始，美国展开庞大的间谍行动，目标：弄到实际的米格机来找出弱点，藉由实机测试，了解敌军战斗机的特性，以找出克制绝招。这一次，美国不再用F-86模拟，而在深处内华达州沙漠中世界最神秘的空军基地：AREA51中成立俗称［红鹰］的第4477测试中队，让海空军的飞行员实际操作秘密取得的米格机，并与其进行异机种对抗的格斗训练。实际验证显示：MiG-17的加力燃烧室（请注意鸡毛掸子计划中模拟MiG-17的F-86H并没有加力燃烧室）提供额外的推力，使其在和美机作相同弯率的转向时能维持较高的速度。但是其俄制发动机高温性能有限，使其发动机必须限制军用推力输出不得超过5分钟，开加力燃烧室不得超过3分钟。
此外，在中低空高度、400节以上的空速时，MiG-17会发生无法控制的滚转现象，使机炮完全无法瞄准，而操作过载超过3.5G后， MiG-17会沿著纵轴剧烈的摆动，故MIG-17的水平转弯性能完全不能用在高空高速高G的状态。虽然如此，MiG-17中低速的转弯能力仍让美军试飞员震惊，美国空军在越南战场便常常发现，及时发现导弹来袭的MIG-17可以迅速地以极小的半径转向，玩弄空对空导弹于股掌之间。而且就算被击中，由于飞行控制利用钢缆而非会漏油的液压管路，也不会轻易坠毁。不过，也由于缺乏强力的液压系统来推动控制面，放MiG-17的滚转率远小如F-4，F-4飞行员发现-个轻易的小伎俩就可以摆脱MiG-17：先作一个小角度的滚转以假装要转向一边，骗MiG-17跟着滚转后，再迅速地往反方向滚转，拉机头转向离开，此时滚转迟缓的MIG-17将完全跟不上你的动作，故无法及时发挥优势的水平转弯能力。再加上MiG-l7只有机炮武装，需要持续的咬住才能攻击，故F-4利用此招，即便被MiG-17紧紧咬住，只要及时施行这个伎俩，就可以破坏MIG-17好不容易取得的位置优势。故美国空军相信，除非F-4飞行员对MiG-17的攻击浑然不知，不然战术正确的F-4几乎不可能被MiG-17击落，并有根大的机会可以反过来击落敌机。
此外，MiG-17的加力燃烧室尽管提高了转弯能力，却对水平飞行的助益有限，因为前述的高速下控制不稳定的问题使其在各个高度下的极速都远低于美军战斗机。故美军评估，MiG-17从后方进入目视距离后，需要数分钟才能追上美国机群，所以美军飞行员只要不忘转头检查后下方向，MiG-17很难有机会有瞄准地开火。但MiG-21就完全是另-回事，其正面截面积非常小，常常近到一两哩才能用肉眼看到，而此时高速的MiG-21只需要再过十秒就可以开火，故除非你一直检查后方（而这是不可能的事）则MiG-21几乎是可以随心所欲地猎杀看中的目标（有技巧的MiG-21飞行员更会从你的后下方逼近，使你完全没有目视发现的机会）。
为截击设计的MiG-21不但达到设计目标而在高空高速胜过任何-种美军战斗机，而且其为了短场起降而设计的低速性能也令人惊异。当放下襟翼和加力燃烧室全开时， MiG-21可以80-90节的速度飞行，此时任何尾追的美军战斗机都被迫超越，反而暴露尾部给MIG-21，故对付MiG-17的垂直动作：俯冲-爬升-转向，完全不适用于MiG-21，MiG-21不但可以紧跟著俯冲-爬升的动作，面且在爬升到双方都耗尽动能时，如果飞行员的技能可以驾驭剧烈震动的MIG-21（因为此时接近失速，MiG-21的稳定性仍然不足）还可以反过来用低速动作转而咬住美国战斗机。
除了高空高速与低速的优势外，由于三角翼提供MiG-21相当低的翼载，所以MiG-21在中低空有优异的瞬间转向能力，在15000尺、0.9马赫时， MiG-21与F-4的瞬问转弯率都是每秒13.5度；当速度为0.5马赫时，MiG-21就有每秒11.1度胜过F-4的每秒7.8度。故MiG-21察觉空对空导弹时，一样可以快地转向使导弹脱锁。