Все МиГ-31 М построены на заводе в Нижнем Новгороде, первый построенный самолет предназначался для статических испытаний, второй – бортовой номер «051» – 21 декабря 1985 г. впервые поднял в воздух экипаж в составе летчика-испытателя Бориса Орлова и штурмана-испытателя Леонида Попова. Всего было изготовлено семь прототипов – бортовые номера «051» – «057»; борт «052» разбился в ходе испытаний, летчик-испытатель ОКБ Владимир
Горбунов успешно катапультировался. Государственные испытания модернизированного перехватчика завершились в апреле 1994 г. успешным поражением учебной воздушной цели на удалении 300 км. Поздравления с окончанием госиспытаний МиГ-31М и успешным поражением ракеты-мишени коллективу ОКБ направил резидент России Б.Н.Ельцин. В испытаниях были задействованы самолеты с бортовыми номерами «053»,«054», «053», «055», «056», «057».
Премьера МиГ-31М (бортовой номер «057») состоялась в марте 1992 г.. когда на аэродроме Мачулише. недалеко от Минска, состоялась демонстрация новейшей авиационной технике руководителям стран СНГ. (кстати, на показ прибыли только Ельцин. Назарбаев и Муталибов, что определенным образом характеризует интерес глав государств к авиации). На показ были допущены журналисты. благодаря которым существование МиГ-31М перестало быть секретом, а его фотографии появились на страницах отечественной и зарубежной прессы.
Серийное производство МиГ-31М развернуть не удалось из-за отсутствия ассигнований, однако главком ВВС России генерал-полковник Корнуков не исключает возможности модернизации до уровня МиГ-31М ранее построенных перехватчиков.
В 1987 г. изготовлено два МиГ-31 в варианте носителя противоспутникового оружия (бортовые номера «071» и «072» голубого цвета). Самолеты разработаны на основе МиГ-31 М. однако обтекатель РЛС установлен без наклона, а гаргрот имеет меньшие размеры. Самолеты предназначены для пуска единственной ракеты, поэтому на них не устанавливалось «лишнее» оборудование – пусковые установки ракет воздух-воздух, РЛС. Траектория полета «убийцы спутника» похожа на траекторию полета на установление абсолютного мирового рекорда высоты: идея – запустить на околоземную орбиту ракету на «динамическом потолке». На пике траектории перехватчик имеет очень небольшую скорость поступательного движения и минимальную путевую устойчивость; с целью увеличения устойчивости по курсу на концах крыльев МиГ-31Д установлены вертикальные поверхности треугольной формы – ласты. Первый полет на МиГ-31Д выполнил летчик- испытатель А.Г.Фастовец. МиГ-31Д стал последним самолетом, в испытаниях которого принял участие Герой Советского Союза, заслуженный летчик-испытатель СССР Авиард Гаврилович Фастовец – по состоянию здоровья в 1990 г. он был вынужден списаться с летной работы. Уже в 1987 г. Фастовцу разрешались полеты только на самолетах с двойным управлением. МиГ-31Д не должен был иметь органов управления во второй кабине, однако старший летчик-испытатель ОКБ им. Микояна Валерий Меницкий считал. что поднимать сложную в управлении машину в воздух должен летчик экстра-класса – Фастовец. в результате – пришлось в задней кабине установить ручку управления, дабы формально сделать из МиГ-31Д самолет с двойным управлением.
МиГ-31 Д является аналогом американской противоспутниковой системы. состоящей из модернизированного истребителя F-15 и ракеты ASAT.
Перехватчик МиГ-31 с бортовым номером «79» красного цвета используется в ЛИИ для испытания новых катапультных кресел. На торцах крыльев самолета смонтированы сигарообразные контейнеры с регистрирующей фото- и видеоаппаратурой, остекление между подвижными сегментами фонарей передней и задней кабин отсутствует. Катапультирование производится из задней кабины.
Аббревиатура «ЛЛ» традиционно расшифровывается как «Летающая Лаборатория», в отношении МиГ- 31ЛЛ в Жуковском эту банальную для советской авиации абракадабру предпочли представить как «Лысый Лев», в подтверждение правильности именно последнего варианта расшифровки на внешние стенки воздухозаборников нанесены симпатичные мордочки лысого царя зверей.
МиГ-31 ЛЛ демонстрировался на МосАэрошоу 1992 года, львиная морда необычного вида, нарисованная на воздухозаборниках, привлекала внимание множества посетителей салона.
На праздновании 75-летия Краснознаменного НИИ ВВС в сентябре 1995 г.. проходившем в Ахтубинске, с МиГ-31 ЛЛ проводилось показательное катапультирование на предельно малой высоте.
На основе серийного перехватчика МиГ-31 заводской номер 38401208786 был изготовлен демонстрационный вариант экспортной модификации перехватчика (бортовой номер «903» белого цвета после переоборудования). На самолете установлено упрощенное БРЭО, а в состав вооружения включены ракеты Р-33 в экспортным исполнении, го есть с намеренно ухудшенными характеристиками. Перехватчик МиГ- 31Э демонстрировался на различных авиасалонах последних лет. начиная от Берлинского ILA'92 и заканчивая МАКС'99.
Заинтересованность в закупке МиГ-31Э в разное время проявляли Иран. Сирия. Ливия. В связи с недавней отменой международных санкций в отношении Ливии не исключается заключение контрактов на поставку тяжелых перехватчиков в эту страну.
На Парижском авиасалоне 1995 г. в экспозиции МАПО-МиГ был представлен стенд посвященный многоцелевому самолету МиГ-31 Ф. Сообщалось. что наряду с полным сохранением возможностей серийного МиГ- 31 по перехвату воздушных целей, новый вариант сможет поражать наземные цели высокоточными боеприпасами с радиокомандным, радиолокационным. лазерным или телевизионным наведением. В ассортимент подвесного вооружения включены противорадиолокационные ракеты Х-31П и Х-25МП, противокорабельные ракеты Х-31А, ракеты для поражения наземных целей Х-29Л и X- 29Т; свободнопадающие фугасные бомбы массой до 1500 кг, корректируемые авиабомбы с лазерным и телевизионным наведением обшей массой до 9000 кг. Многоцелевой вариант разрабатывался под экспортные заказы, которых, однако, до сих пор не последовало. Предусмотрено использование на самолете БРЭО западного производства.
Очередной вариант многоцелевого варианта перехватчика, ориентированный на иностранных заказчиков; материалы по самолету были представлены на Парижском авиасалоне 1999 г. От МиГ-31Ф вариант «ФЭ» отличается тем, что «базой» для модернизации служит не МиГ-31, а МиГ-31М, оснащенный РЛС «Заслон-М» и ракетами Р-33С. «Живьем» самолет (бортовой номер «58» голубого цвета) под обозначением МиГ- 31 БМ впервые был представлен 12 января 1999 г. в Жуковском во время официальной презентации истребителя пятого поколения МФИ. Сообщается, работы по варианту МиГ-31БМ начались на фирме МиГ в 1997 г.
На варианте МиГ-31БМ полностью обновлен состав приборного оборудования обоих кабин. Бортовая электроника разработана АО «Русская авионика» В передней кабине установлен многофункциональный цветной жидкокристаллический индикатор, на которой может выводится изображение с индикатора тактической обстановки, расположенного в задней кабине, таким образом, летчик получил возможность, в случае необходимости, контролировать действия штурмана. В кабине штурмана установлено три цветных индикатора, которые заменили практически все ранее использовавшиеся показывающие приборы. Приборное оборудование и его комплексирование проведено АО «Русская авионика». Новый навигационный комплекс, используемый на МиГ- 31 БМ унифицирован с навигационным комплексом истребителя МиГ- 29СМТ. Особенность бортового комплекса самолета является уникальная возможность наводить на цель ракеты, выпущенные другим перехватчиком. В этом случае работой БРЛС перед противником «засвечивается» всего один самолет, в то время как другие истребители получают возможность атаковать цели в режиме радиомолчания.