儘管米格-23戰鬥機相對於前代的米格-21而言，具備了更強的作戰效能，但是由於其“出道”太晚，一出現就明顯落後於美國的F-15、F-16等第四代戰鬥機，而且在中東的空戰中也表明米格-23相對於西方的第四代戰鬥機並沒有什麼優勢。再加上米格-23由於採用可變後掠翼設計，其本身的駕駛操作難度就很大，經常容易出現各種飛行事故，所以該機在其服役的漫長時間內，大部分時間都可以說是默默無聞。不過米格-23的“孃家人”，米格設計局卻在米格-23上開發出新式的專用對地攻擊機，編號為米格-23B，通常稱呼為米格-27，而這種對地攻擊機反而實現了“無心插柳柳成蔭”的局面，為米格-23打開了另外一片天空。

在整個冷戰期間，米格設計局在前線攻擊機領域基本上沒有什麼涉獵，其主要精力都在設計前線輕型戰鬥機，而攻擊機大部分都由蘇霍伊設計局“包場”。除了早期的米格-17在不承擔防空作戰任務後，曾經短時間客串對地攻擊機外，蘇聯空軍裝備的前線攻擊機一直為蘇-7、蘇-17、蘇-24、蘇-25等一眾蘇霍伊品牌，而米格-27確實算是一個半路出家的角色，只不過米格-27在對地攻擊任務上的表現遠比其執行前線防空任務的兄弟們要出色。

1969年時，由於歐洲國家聯合研製開發了著名的“美洲虎”攻擊機，當時儘管已經大量裝備了蘇-7前線轟炸機，但是由於蘇-7的飛行效能相對惡劣且沒有裝備機載雷達，甚至無法在敵方戰鬥機的攔截下逃命。這一點在1971年的第三次印巴戰爭中表現得淋漓盡致：巴基斯坦空軍使用中國造的殲-6戰鬥機（仿製蘇制米格-19）這樣一款1倍音速的戰鬥機，擊落了多架最大飛行速度2倍音速的印度空軍蘇-7戰鬥轟炸機。這讓蘇聯高層極為震驚，為此還專門調集了蘇軍自己的米格-19和蘇-7進行模擬空戰演習。最終蘇軍得出結論，蘇-7飛機的空戰效能太差，戰場生存能力不足，因此蘇聯空軍很快釋出招標，要求研製一款全新的戰鬥轟炸機以替代不堪使用的蘇-7飛機。

在當時的蘇聯依然米格和蘇霍伊兩大設計局競爭這一專案。而兩大設計局推出的都是可變後掠翼的設計方案：蘇霍伊設計局推出了基於蘇-7的大改方案，也就是後來的蘇-17戰鬥轟炸機，這種飛機安裝了基本的雷達告警系統，可以使用紅外製導空空導彈自衛，同時由於採用了半可變後掠翼設計，因此其機翼根部為固定式，這樣一方面讓機翼可動部分遠離機身，起到增穩效果，同時又增大了機翼面積，增加了掛架數目，因此蘇-17一經問世就受到了蘇軍的歡迎並大量裝備蘇軍部隊，一直到今天的敘利亞戰場上，敘空軍依然在使用蘇-17的出口型——蘇-22攻擊機轟炸反對派武裝的陣地。

米格設計局則是在米格-23戰鬥機的基礎上，拆除了其用於空戰的雷達航電系統，改裝用於轟炸的光學瞄準具，並增加了鐳射測距儀和紅外觀瞄系統，同時加強機體，增加了飛機的掛架，從而增加了飛機的載彈量。經過大改之後的飛機最初被稱為米格-23B型。由於該機具備和米格-23很強的通用性，因此生產成本更低，也更便於快速形成戰鬥力，因此也通過了蘇軍驗收並得以列裝，列裝型號正式編號為米格-27。

米格-27和原先的米格-23的主要區別在於其取消了米格-23上的進氣道調節板，採用了固定式進氣道設計，拆掉了“高空雲雀”雷達系統，改裝一套光學角速度轟炸瞄準器，並整合了鐳射瞄準測距機等系統，並安裝了全新的自動飛行作業系統和新的飛機中央計算機，提升了米格哦-27的自動化程度，降低了飛行員的操作負擔同時也降低了事故率。而且為了加強火力，米格-27還拆掉了俄原先米格-23上的雙管23毫米航炮，改為安裝一門6管30毫米加特林航炮，其發射的30毫米穿甲彈足以擊穿任何坦克的頂蓋裝甲。由於作戰任務為低空近距離支援己方裝甲部隊，所以米格-27在其發動機、油箱和飛行員駕駛艙周圍都加裝了裝甲防護，以抵抗地面小口徑高射炮的打擊。和米格-23相比，米格-27適當調整了外掛架的位置，並增加了2個掛架，這樣全機總計有7個掛架（個別型號甚至增加到9個），可以攜帶常規炸彈、燃燒彈、子母彈、火箭彈、電視制導空對地導彈、雷達制導空地導彈、反輻射導彈等等各類制導和非制導武器，具備很強的對地打擊能力。

1979年蘇軍入侵阿富汗後，米格-27飛機隨即跟隨蘇軍一同進入阿富汗，並負責對阿富汗的抗蘇游擊隊實施空中打擊。不過受阿富汗高原且乾熱的氣候影響。米格-27所使用的發動機功率下降非常明顯，該機最大載彈量為4噸，但是在阿富汗作戰期間，其有效載荷很少超過1噸，特別是在海拔4000多米的興都庫什山脈機場上，經常是掛著不到1噸的炸彈，即使滑行到跑道盡頭也飛不起來，只好取消作戰任務。後來蘇軍大多使用蘇-25攻擊機替代了米格-27作戰。

米格-27的一個海外使用大戶是印度，印度在1982年時在蘇聯幫助下開始仿製生產米格-27ML型攻擊機，1986年由印度組裝的首架米格-27ML飛機成功首飛。印度的仿製生產工作一直持續到1992年，期間印度總共組裝生產了165架米格-27ML飛機，這批飛機在印度空軍中得到普遍好評，特別是在1999年印巴錫亞琴冰川爭奪戰中，米格-27ML是印軍唯一可以投擲鐳射制導炸彈，對巴基斯坦陣地進行精確打擊的攻擊機，而當時印軍裝備的“美洲虎”和幻影2000H戰鬥機都還不具備投擲鐳射制導炸彈的能力。由於表現出色，以至於印度空軍的米格-23戰鬥機退役近10年後，米格-27ML攻擊機才從印度空軍中退役。

和米格-23相比，米格-27最大的特點就是其易於駕駛，特別是在蘇聯新一代自動化航電系統投入使用，大大提升了米格-27飛機的安全性。不僅僅是印度，在其他很多國家，在米格-23退役後，依然有很多米格-27被裝上空空導彈，繼續充當防空戰鬥機使用。