Trzecia generacja MiGów-21 powstała w oparciu o doświadczenia wyniesione z wojny wietnamskiej i izraelsko-arabskiej, które wykazały konieczność zwiększenia zasięgu i udźwigu uzbrojenia samolotu. Jako pierwszy pojawił się samolot rozpoznawczy MiG‑21R, z powiększonym grzbietem kadłuba mieszczącym dodatkowy 340-litrowy zbiornik paliwa i drugą parą podskrzydłowych pylonów, przystosowaną do podwieszenia zbiorników.
W 1965 opracowano wersję myśliwską MiG-21S ze zbiornikiem paliwa w powiększonym grzbiecie i czterema węzłami podwieszeń pod skrzydłami, przystosowanymi do przenoszenia uzbrojenia i dodatkowych zbiorników paliwa, odziedziczonymi po wersji R. Samolot był wyposażony w nowy typ radaru RP-22 i celownika AS-PFD.
Kolejną wersją był MiG-21SM, różniący się od S nowym typem silnika R-13-300 i działkiem Gsz-23 zabudowanym na stałe w kadłubie. Wersja eksportowa, z silnikiem i radarem RP-22 z wersji SM, produkowana w latach 1970–1975, nosiła oznaczenie MiG-21MF. W latach 1972–1975 Polska zakupiła 120 samolotów MiG-21MF. Były one eksploatowane do 2002 r.
MiG-21MF o numerze bocznym został przekazany w 1996 r. przez 10. Pułk Lotnictwa Myśliwskiego w Łasku.
| Rozpiętość | 7,15 m |
| Długość | 12,28 m |
| Masa startowa | 9400 kg |
| Maksymalna prędkość | 2230 km/h |
| Pułap | 18200 m |
| Zasięg | 1420 kg |
| Uzbrojenie | działko Gsz-23, 4 pociski rakietowe R-3S, R‑3R lub R-60, wyrzutnie rakietowe lub bomby |
| Silnik | turboodrzutowy R-11F2S-300 o ciągu 6175 kG |
