Работы над МиГ-23 продвигались весьма интенсивно. Первый опытный самолет "23-11/1" поднялся в воздух 26 мая 1967 года под управлением А.В. Федотова. Ведущим инженером на испытаниях был назначен сын Генерального Конструктора В.А.Микоян. Уже четвертый опытный экземпляр "23-го" - самолет "23-11/4" был собран в варианте истребителя-бомбардировщика МиГ-23Б (Б - бомбардировщик), а с учетом того, что лишь третий прототип получил комплектное радиолокационное оборудование и вооружение, ударная машина последовала сразу за истребителем. МиГ-бомбардировщик, выпущенный на испытания летом 1969 года, отличался от базовой машины, главным образом, установкой иного оборудования и вооружения. Носовой радиопрозрачный конус под "истребительный" радиолокационный прицел "Сапфир-23" заменил дюралевый обтекатель, а носовая часть была занята блоками прицельной системы "Сокол-23" (на машине "23-11/4" еще некомплектной). Пушечное вооружение в виде подфюзеляжной ГШ-23Л было сохранено, однако обеспечить размещение заданной трехтонной боевой нагрузки оказалось проблемой (стоит напомнить, что недавно такой бомбовый груз был "по плечу" разве что бомбардировщикам Ил-28 и Як-28). Особенности компоновки МиГ-23 оставляли возможности установки лишь небольшого числа держателей - двух подкрыльевых под центропланом и, с учетом центровки, двух подфюзеляжных по бокам пушечной установки. От выноса узлов подвески под поворотные консоли отказались сразу ввиду сложности решения кинематики синхронного поворота при раскладке и уборке крыла, к тому же соответствующие тяги и качалки пришлось бы монтировать в кессон-баках крыла с неизбежными проблемами герметизации и уплотнений проводки.

Для подвески требуемой бомбовой нагрузки пришлось использовать многозамковые тандемные бомбовые держатели, заимствованные из комплекта вооружения МиГ-25РБ. На них размещалось по паре бомб калибром до 500 кг. Держатели смонтировали под неподвижной частью крыла, и с их помощью самолет получил возможность нести до шести "пятисоток". Помимо бомб, МиГ-23Б мог использовать блоки НАР УБ-16-57 и тяжелые НАР С-24.

Самолет получил невысокую оценку испытателей и военных: значительная часть прицельной системы еще не была готова, а обзор из кабины и условия работы прицельного оборудования были неудовлетворительны для ударной машины (так, угол обзора вниз-вперед составлял всего 8,5° - меньше, чем у МиГ-21, из-за чего прицельная марка при визировании цели быстро "садилась на капот", а сама цель исчезала из вида). Восьмитонная тяга двигателя Р27Ф-300 оценивалась как недостаточная для сохранения приемлемых взлетных характеристик прибавившей в весе машины. Назрела также необходимость пересмотра ряда узлов конструкции с учетом возросших нагрузок - в первую очередь, шасси, державшего на пределе потяжелевший самолет, особенно с учетом требований базирования на полевых аэродромах.

Подвеска бомб на самолете "23-11/4": инертные ФАБ-500М-62 на подкрыльевых многозамковых держателях МБДЗ-У2Т и штурмовые ФАБ-500Ш на подфюзеляжных держателях.

Соответствующие изменения были заложены при разработке модификации МиГ-23Ш (Ш - штурмовик), аванпроект которого выпустили в том же году. Самолет отличался измененной носовой частью фюзеляжа для улучшения обзора вперед и вниз, введением бронезащиты кабины и улучшенной прицельной системой "Сокол-23С". Проект получил одобрение заказчика, причем при обсуждении были особенно отмечены рациональность компоновки и использование перспективных систем и аппаратуры. Познакомившись с макетом самолета, военные оценили обзор из кабины как наилучший не только изо всех имевшихся, но и новейших самолетов (нескрываемый упрек при этом звучал в отношении только что принятого на вооружение Су-17, где обзор остался на уровне Су-7Б).

Создание самолета получило официальное подтверждение Постановлением ЦК КПСС и Совмина СССР № 116 от 4 февраля 1970 года. В соответствии с ним по установленной процедуре 20 апреля 1970 года состоялось Решение Военно-Промышленной Комиссии (ВПК) при Совмине, а в его исполнение Минавиапром 20 августа 1970 года выпустил Приказ №157. Документы были приняты "по факту" строительства опытных машин, шедшего полным ходом.