尽管米格-23战斗机相对于前代的米格-21而言，具备了更强的作战性能，但是由于其"出道"太晚，一出现就明显落后于美国的F-15、F-16等第四代战斗机，而且在中东的空战中也表明米格-23相对于西方的第四代战斗机并没有什么优势。再加上米格-23由于采用可变后掠翼设计，其本身的驾驶操作难度就很大，经常容易出现各种飞行事故，所以该机在其服役的漫长时间内，大部分时间都可以说是默默无闻。不过米格-23的"娘家人"，米格设计局却在米格-23上开发出新式的专用对地攻击机，编号为米格-23B，通常称呼为米格-27，而这种对地攻击机反而实现了"无心插柳柳成荫"的局面，为米格-23打开了另外一片天空。
在整个冷战期间，米格设计局在前线攻击机领域基本上没有什么涉猎，其主要精力都在设计前线轻型战斗机，而攻击机大部分都由苏霍伊设计局"包场"。除了早期的米格-17在不承担防空作战任务后，曾经短时间客串对地攻击机外，苏联空军装备的前线攻击机一直为苏-7、苏-17、苏-24、苏-25等一众苏霍伊品牌，而米格-27确实算是一个半路出家的角色，只不过米格-27在对地攻击任务上的表现远比其执行前线防空任务的兄弟们要出色。
1969年时，由于欧洲国家联合研制开发了著名的"美洲虎"攻击机，当时尽管已经大量装备了苏-7前线轰炸机，但是由于苏-7的飞行性能相对恶劣且没有装备机载雷达，甚至无法在敌方战斗机的拦截下逃命。这一点在1971年的第三次印巴战争中表现得淋漓尽致：巴基斯坦空军使用中国造的歼-6战斗机（仿制苏制米格-19）这样一款1倍音速的战斗机，击落了多架最大飞行速度2倍音速的印度空军苏-7战斗轰炸机。这让苏联高层极为震惊，为此还专门调集了苏军自己的米格-19和苏-7进行模拟空战演习。最终苏军得出结论，苏-7飞机的空战性能太差，战场生存能力不足，因此苏联空军很快发布招标，要求研制一款全新的战斗轰炸机以替代不堪使用的苏-7飞机。
在当时的苏联依然米格和苏霍伊两大设计局竞争这一项目。而两大设计局推出的都是可变后掠翼的设计方案：苏霍伊设计局推出了基于苏-7的大改方案，也就是后来的苏-17战斗轰炸机，这种飞机安装了基本的雷达告警系统，可以使用红外制导空空导弹自卫，同时由于采用了半可变后掠翼设计，因此其机翼根部为固定式，这样一方面让机翼可动部分远离机身，起到增稳效果，同时又增大了机翼面积，增加了挂架数目，因此苏-17一经问世就受到了苏军的欢迎并大量装备苏军部队，一直到今天的叙利亚战场上，叙空军依然在使用苏-17的出口型——苏-22攻击机轰炸反对派武装的阵地。
米格设计局则是在米格-23战斗机的基础上，拆除了其用于空战的雷达航电系统，改装用于轰炸的光学瞄准具，并增加了激光测距仪和红外观瞄系统，同时加强机体，增加了飞机的挂架，从而增加了飞机的载弹量。经过大改之后的飞机最初被称为米格-23B型。由于该机具备和米格-23很强的通用性，因此生产成本更低，也更便于快速形成战斗力，因此也通过了苏军验收并得以列装，列装型号正式编号为米格-27。
米格-27和原先的米格-23的主要区别在于其取消了米格-23上的进气道调节板，采用了固定式进气道设计，拆掉了"高空云雀"雷达系统，改装一套光学角速度轰炸瞄准器，并整合了激光瞄准测距机等系统，并安装了全新的自动飞行操作系统和新的飞机中央计算机，提升了米格哦-27的自动化程度，降低了飞行员的操作负担同时也降低了事故率。而且为了加强火力，米格-27还拆掉了俄原先米格-23上的双管23毫米航炮，改为安装一门6管30毫米加特林航炮，其发射的30毫米穿甲弹足以击穿任何坦克的顶盖装甲。由于作战任务为低空近距离支援己方装甲部队，所以米格-27在其发动机、油箱和飞行员驾驶舱周围都加装了装甲防护，以抵抗地面小口径高射炮的打击。和米格-23相比，米格-27适当调整了外挂架的位置，并增加了2个挂架，这样全机总计有7个挂架（个别型号甚至增加到9个），可以携带常规炸弹、燃烧弹、子母弹、火箭弹、电视制导空对地导弹、雷达制导空地导弹、反辐射导弹等等各类制导和非制导武器，具备很强的对地打击能力。
1979年苏军入侵阿富汗后，米格-27飞机随即跟随苏军一同进入阿富汗，并负责对阿富汗的抗苏游击队实施空中打击。不过受阿富汗高原且干热的气候影响。米格-27所使用的发动机功率下降非常明显，该机最大载弹量为4吨，但是在阿富汗作战期间，其有效载荷很少超过1吨，特别是在海拔4000多米的兴都库什山脉机场上，经常是挂着不到1吨的炸弹，即使滑行到跑道尽头也飞不起来，只好取消作战任务。后来苏军大多使用苏-25攻击机替代了米格-27作战。
米格-27的一个海外使用大户是印度，印度在1982年时在苏联帮助下开始仿制生产米格-27ML型攻击机，1986年由印度组装的首架米格-27ML飞机成功首飞。印度的仿制生产工作一直持续到1992年，期间印度总共组装生产了165架米格-27ML飞机，这批飞机在印度空军中得到普遍好评，特别是在1999年印巴锡亚琴冰川争夺战中，米格-27ML是印军唯一可以投掷激光制导炸弹，对巴基斯坦阵地进行精确打击的攻击机，而当时印军装备的"美洲虎"和幻影2000H战斗机都还不具备投掷激光制导炸弹的能力。由于表现出色，以至于印度空军的米格-23战斗机退役近10年后，米格-27ML攻击机才从印度空军中退役。
和米格-23相比，米格-27最大的特点就是其易于驾驶，特别是在苏联新一代自动化航电系统投入使用，大大提升了米格-27飞机的安全性。不仅仅是印度，在其他很多国家，在米格-23退役后，依然有很多米格-27被装上空空导弹，继续充当防空战斗机使用。
