МиГ-21Р – тактический разведчик Оснащен сменными контейнерами, расположенными на подфюзеляжном узле подвески с АФА, телевизионными и другими средствами ведения воздушной разведки. Устанавливалось вооружение: две УР К-13, блоки НАР УБ-16 и УБ-32, НАР С-24.
МиГ-21 С – фронтовой всепогодный истребитель Оборудован радиоприцелом РП-22С, коллиматорным прицелом АСП-ПФ, помехазащищенной линией связи «Лазурь-М», обеспечивающей взаимодействие с наземной автоматизированной системой управления «Воздух-1», и автопилотом АП-155 Нес вооружение: двуствольную пушку ГШ-23 в контейнере ГП-9 на подфюзеляжном узле подвески (позднее встроенная – ГШ-23Л); на подкрыльевых узлах могли подвешиваться четыре УР К-13 или Р-ЗС с ТГС, РС-2УС (К-5), а также УР Х-66 (класса «воздух-поверхность»)
МиГ-21 ПД – экспериментальный самолет для отработки укороченного взлета и посадки с комбинированной силовой установкой (маршевый ТРДФ Р-11Ф2-300 и два подъемных ТРД РД-36-35) и неубирающимся шасси.
МиГ-21 УС – учебный фронтовой истребитель. Оснащен двигателем ТРД Р-11Ф2С-300, автопилотом КАП-2 (1966 г.). Вооружен УР Р-3 с ТГС, НАР калибра 57 и 240 мм, свободнопадающими практическими и боевыми бомбами различных типов на двух подкрыльевых узлах внешней подвески.
МиГ-21 «Аналог» – экспериментальный самолет для испытания оживального крыла.
МиГ-21 СМ – фронтовой всепогодный истребитель Предназначен для уничтожения воздушных целей днем и ночью в простых и сложных метеоусловиях. Самолет может поражать наземные объекты в условиях визуальной видимости неуправляемыми авиационными ракетами калибра 57 и 240 мм, авиационными бомбардировочными средствами поражения массой до 500 кг, а также пушечным вооружением МиГ-21 СМ разработан в 1968 г. с существенно расширенными боевыми возможностями. Основные его отличия от предшествующих модификаций: в нижней части фюзеляжа на лафете размещена встроенная спаренная пушка ГШ-23Л с боезапасом 200 патронов; под крылом установлены 2 дополнительных пилона, на которых возможна подвеска до четырех управляемых ракет РС-2УС, Р-3С, Р-3С, Р-3Р, Р-55, Р-6О, Р-60М, а также НАР калибра 57 и 240 мм и свободнопадающих бомб различных типов массой до 500 кг (максимальная масса боевой нагрузки до 1300 кг); двигатель Р-11Ф2С-300 заменен на Р-13-300 с тягой 6490 кгс на форсаже. Истребитель оснащен радиоприцелом С-21 «Сапфир-21» и оптическим прицелом АСП-ПФД.
МиГ-21 М – экспортный вариант фронтового всепогодного истребителя МиГ-21 СМ. На нем установлен менее совершенный двигатель Р-11Ф2С-300, радиоприцел РП-21МА и оптический прицел АСП-ПФД. Оснащен встроенной пушкой калибра 23 мм. На внешних узлах подвески могли подвешиваться четыре УР РС-2УС (1970 г.).
МиГ-21 МФ – усовершенствованный вариант МиГ-21 СМ. Установлен двигатель Р-13-300. Мог нести до шести УР ближнего боя Р-60.
МиГ-21 МТ – фронтовой всепогодный истребитель. Значительно увеличена емкость накладного бака, за счет чего общий объем топлива во внутренних баках возрос до 3250 л.
МиГ-21 СМТ – фронтовой всепогодный истребитель с увеличенной до 2950 л емкостью внутренних топливных баков.
МиГ-21 УМ – учебный фронтовой истребитель с модернизированным БРЭО, двигатель Р-11Ф2С-300. Установлены катапультные кресла КМ-1М. Вооружен УР Р-3 с ТГС, НАР калибра 57 и 240 мм, свободнопа- дающими практическими и боевыми бомбами различных типов на двух подкрыльевых узлах внешней подвески. Возможна установка двух стартовых твердотопливных ускорителей СПРД-99 23,6 кН/2300 кгс.
МиГ-21 бис – фронтовой всепогодный истребитель. Предназначен для уничтожения воздушных целей днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, а также для нанесения ударов по наземным объектам неуправляемыми средствами поражения в условиях визуальной видимости. Самолет МиГ-21 бис стал одной из последних серийных модификаций самолетов семейства МиГ-21.
Истребитель создан в 1971 г., серийно строился в 1972-1974 гг. (выпущено 2030 самолетов), поставлялся ВВС СССР и в зарубежные страны (имелся экспортный вариант самолета). По сравнению с истребителями МиГ-21 предыдущих модификаций на МиГ-21 бис модернизировано крыло, применены интегральные топливные баки, новый двигатель, усовершенствовано бортовое оборудование, значительно увеличена номенклатура бортового вооружения. По своей радиолокационной заметности самолет сравним с истребителем F-16.