Основой первой ударной машины послужил еще совсем «сырой» МиГ-23С с РЛС «Сапфир-21», сам еще далеко не избавившийся от множества «болячек» и проблем, связанных с крылом изменяемой стреловидности и доводкой штатной РЛС «Сапфир-23». Место ставшей ненужной РЛС заняла компактная лазерная станция «Фон» (служившая в качестве дальномера и для подсветки цели ракетам с лазерной системой наведения), ставшая составной частью прицельно-навигационного комплекса (ПрНК) «Сокол-23С». Новое оборудование позволило значительно уменьшить ширину носовой части и придать ей характерный скос вперед, что обеспечило пилоту отличный обзор, а новой машине — прозвище «Утконос». Центровку удалось сохранить прежней — вес радиолокатора компенсировали установкой двух мощных бронеплит, защищавших пилота слева и справа. Плоские борта фюзеляжа позволили установить их наиболее технологичным образом — снаружи, без вмешательства в конструкцию. Еще одним шагом в деле защиты стало введение для топливных баков системы нейтрального газа.
Стремление в максимальной степени сохранить неизменной конструкцию истребителя МиГ-23 — во всяком случае, в отношении столь сложного и ответственного элемента, как крыло — заставило поискать место для подвески дополнительного вооружения. Новые узлы разместили по бортам фюзеляжа между крылом и ГО, но использовать их можно было только для подвески бомб и КМГ-У. Впрочем, подвеска боевой нагрузки максимально близко к оси самолета имела и положительные стороны. Дело в том, что при неодновременном сбросе бомб с подкрыльевых пилонов, первая летит в точку прицеливания, а появившийся дисбаланс вносит такие коррективы в траекторию полета носителя, что за доли секунды, на которые запаздывает сброс второй бомбы, точка прицеливания уходит на десятки метров — фактически второй «груз» тратится впустую. Поэтому синхронизация сброса для истребителей-бомбардировщиков является отдельной задачей. В случае подфюзеляжной подвески бомб эти требования заметно смягчаются.
Помимо бомб и блоков PC «в ассортименте», новые машины предполагалось вооружить «длинной рукой» — управляемым оружием, набор которого заметно вырос. К ракетам Х-23 с радиокомандным наведением (ими предполагалось оснастить даже «чистые» истребители МиГ-23), вскоре планировалось добавить новые ракеты (будущие Х-25) и корректируемые бомбы, наводимые по лазерному лучу.
Из-за проблем с двигателем Р-29 создание машины «32–23» задерживалось. Первый прототип «32–24» удалось закончить в январе 1971 г., и 18 февраля 1971 г. летчик-испытатель А. Федотов поднял его в воздух *.
Первый прототип с бортовым номером «321» имел крыло «1-й редакции» — без «зуба» на передней кромке поворотной части. Второй и третий прототипы «32–24», завершенные в том же году, уже получили крыло «2-й редакции» — с «зубом». После испытаний самолет запустили в серию с 1972 г. на московском заводе «Знамя Труда» (выпускавшем истребители МиГ-23).
Главным конструктором будущего МиГ-27 являлся Г. А. Седов, его первым замом — М. Р. Вальденберг.
Машины с двигателем АЛ-21Ф-3 выпускались недолго — в 1972-73 гг. успели построить всего 24 штуки, обозначенные МиГ-23Б. Они использовались в основном для проведения различных испытаний (как в МАП, так и у военных). Причиной столь малого количества стали проблемы с выпуском двигателей, которых хватало только для Су-17 и Су-24.
МиГ-23Б оснащался ПрНК «Сокол-23», в состав которого входили: лазерный дальномер-целеуказатель «Фон», бомбовый прицел ПБК-3 (сброс с кабрирования), стрелковый прицел АСП-17, навигационный комплекс КН-23 и система автоматизированного управления САУ-23Б под управлением аналоговой вычислительной машины. Максимальная боевая нагрузка за счет задних подфюзеляжных узлов возросла до 3000 кг (шесть 500-кг бомб). При подвеске бомб меньшего калибра (100 кг) впервые на отечественных самолетах использовались МБДЗ (многоэамковые балочные держатели), за счет чего на каждый узел можно было подвесить 3 такие бомбы. Самолет был оборудован встроенным оборудованием радиоэлектронного подавления и системой предупреждения об облучении РЛС. Для ведения оборонительного воздушного боя на МиГ-23Б могли подвешиваться ракеты Р-ЗС с ТГСН.