колёс МРК-30, заимствованный с истребителя и часто отказывавший на более сильно нагруженной стойке, заменили усиленным МРК-32-25 с несколько меньшими углами разворота (±30° вместо прежних ±40°). Аналогичные доработки провели и на уже выпущенных МиГ-27.
Пушечная установка, от огня которой часто страдали посадочные фары, с самолёта 61912556185 получила ограждение стволов в виде двух стальных щитков по бокам. В строю ранее выпущенные машины подверглись такой доработке по бюллетеню 23/25-137ДК. С самолёта 61912522041 хвостовые держатели вооружения были оборудованы замками Д3У-1А (вместо Д3У-1), на которые разрешалась подвеска боеприпасов до 500 кг. С их использованием максимальное число «пятисоток» на МиГ-27 повысилось до восьми, а общая боевая нагрузка, с учётом того, что некоторые бомбы этого калибра имели большую действительную массу, а также включения в нагрузку самих держателей, составила 4400 кг.
Начиная с машины 61912530017 ввели комплексный контроль ПрНК-23 с помощью переносной системы КСК-23, подключавшейся к самолёту через бортовые разъёмы. Вместо комплекса навигации КН-23 с машины 61912525060 стали устанавливать усовершенствованный КН-23-1 с курсовертикалью ИКВ-1, в которой вместо дававших большую погрешность датчиков воздушных параметров была задействована связь с системой воздушных сигналов СВС-М-72-3, подключённой также к ПрНК, САУ и РСБН.
В ходе серийного выпуска МиГ-27 с 61912545020 получили доработанные узлы поворота крыла, а с 61912561300 модифицированные закрылки. Вносились и другие, более мелкие изменения.
На МиГ-23БН датчик углов атаки ДУА-3М, смонтированный по левому борту, доставлял неудобство в эксплуатации, мешая доступу к оборудованию, а при снятии крышки отсека его флажок легко было повредить. На МиГ-27 он был перенесён под козырёк фонаря (сдвинут назад от своего первоначального положения), а затем продублирован парным датчиком по правому борту, чтобы система для уменьшения погрешности использовала осреднённое значение параметра.
От серии к серии блоки ПрНК постоянно совершенствовались, что позволяло постепенно расширять возможности комплекса. К примеру, самолёты, оборудованные блоками прицельно-навигационного комплекса 4-го этапа, помимо прочего, дополнительно обеспечивали вылет как со своего, так и с любого из запрограммированных аэродромов без повторного ввода координат.
Массовое поступление МиГ-27 в ВВС потребовало более серьёзно заняться изучением его штопорных характеристик и связанных с этим особенностей работы двигателя. Эти проблемы уже доставили немало хлопот при освоении истребителя МиГ-23. Стоило ему перейти в скольжение, чтобы начался срыв потока в затеняемом фюзеляжем воздухозаборнике, за которым следовал его помпаж, тут же перекидывавшийся на двигатель. Помпаж носил лавинообразный характер и развивался настолько стремительно, что температура газов скачком за секунду возрастала на 150° 200°, грозя прогаром турбины. Чтобы не сжечь двигатель, его требовалось мгновенно выключить. Однако строевые лётчики не успевали справляться с ситуацией (случай сам по себе являлся нештатным). В ответ конструкторы, помимо автоматики отсечки топлива АОТ, оснастили двигатель противопомпажной системой СПП, для защиты от перегрева ограничивавшей подачу топлива в критической ситуации. Но на небольшой высоте выключение двигателя было рискованным могло не хватить времени для повторного запуска.
С учётом опасности штопора эксплуатационные ограничения назначили с изрядным запасом: если при прямом крыле сваливание грозило при выходе на углы 26° 28°, то предельно допустимый угол составлял в полтора раза меньше 16° (по совпадению, равняясь стреловидности крыла); при сложенном крыле и стреловидности 45° и 72°, когда возрастал запас продольной устойчивости по перегрузке, предельно допустимый угол атаки назначался 22° (сваливание наступало при 28° 32°). При грамотном пилотировании без выхода на ограничения, как гласило заключение испытателей, самолёт «обладает удовлетворительными характеристиками устойчивости и управляемости во всём эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полёта».
Для предупреждения лётчика о близости опасных режимов был введён целый ряд конструктивных мер. В кабине на самом видном месте находился указатель угла атаки УУА-1А с крупной хорошо читаемой шкалой. Ещё один сигнализатор предельно допустимых углов СУА-1 сообщал об опасности более броско вспыхивающей лампой. Тряску на ручке, сопутствующую близости сваливания и привычную по другим машинам, имитировало устройство тактильной рычажно-импульсной сигнализации
(РИС), предупреждающее о достижении самолётом предельного угла атаки лёгкими ударами рычага-сигнализатора по руке лётчика.
Система автоматического управления САУ-23Б-1 3-й серии получила перекрёстные связи в каналах тангажа и крена. Вкупе с новым автоматом загрузки АРЗ-1А 5-й серии она позволила улучшить поведение самолёта на больших углах атаки, демпфирование и характеристики сваливания, расширив диапазон режимов пилотирования. Поначалу, из соображений экономии, самолёт собирались оборудовать только одной из этих систем, но сами по себе они не решали проблемы, и потребовалось внедрить одновременно и ограничительный механизм, и повышавшую устойчивость САУ.