МиГ-27К был снабжен автоматизированным оборонительным комплексом радиоэлектронного противодействия и новой системой создания пассивных помех.
Система управления вооружением (СУВ) МиГ-27К обеспечивала автоматический сброс бомб как по одиночке, так и сериями, индикацию о сбросе боеприпасов и наличии их на борту самолета
По сравнению с МиГ-27 резко расширялась номенкла-тура бортового вооружения самолета МиГ-27К стал первым в мире серийным истребителем-бомбардировщиком, вооруженным управляемыми ракетами класса воздух-поверхность второго поколения. Самолет получил ракету с лазерным полуактивным наведением Х-25Л, разработанную МКБ «Звезда». Для подсветки цели использовался лазерный целеуказатель на борту самолета или наземный пост целеуказателя. Ракета предназначалась для поражения как неподвижных, так и подвижных наземных или морских малоразмерных целей. Более тяжелая и мощная ракета Х-29Л, предназначенная для поражения особо прочных и трудноуязвимых целей, имела лазерный координатор, аналогичный примененному на Х-25, однако ее система управления позволяла формировать траекторию полета типа «горка», увеличивающую угол подхода к цели при пуске с малых высот, что значительно повышало эффективность БЧ.
К существенным достоинствам ракет нового поколения относилась возможность залпового пуска, а также пуска при углах пеленга цели в пределах +/±20 град в горизонтальной плоскости. При этом была существенно повышена точность наведения и появилась возможность послепус-кового маневра самолета-носителя.
На базе ракеты Х-29Л была создана У Р Х-29Т с пассивной телевизионной системой самонаведения, позволяющей поражать цели по принципу «запустил-забыл», а при достаточно больших дальностях обнаружения атакуемых целей - производить последовательный пуск двух ракет по различным объектам групповой цели.
По своим основным характеристикам отечественные высокоточные ракеты второго поколения были близки к УР AGM-65 «Мейврик», появившимся на вооружении авиации США и ВМС США лишь на рубеже 1970-80-х годов.
Самолет МиГ-27К мог использоваться для борьбы с РЛС противника, для этого он оснащался подвесным контейнером «Вьюга» с оборудованием, обеспечивающим целе-распределение и управление пуском противорадиолокационных УР Х-27ПС, созданных в 1978 г. Ракеты предназначались для поражения РЛС управления огнем зенитно-ра-кетных комплексов «Хок» и «Найк Геркулес».
В начале 1980-х годов на вооружение истребителей-бомбардировщиков поступила новая модификация ракеты Х-27ПС - Х-25ПМ, с уменьшенной в три раза минимальной дальностью пуска. В дальнейшем на базе этой ракеты была разработана модульная система, включающая УР Х-25МР с радиокомандной системой наведения и X-25МЛ с лазерным полуактивным наведением Ракеты имели унифицированные планер, двигатель, боевую часть и автопилот. Хотя эффективность УР повысилась незначительно, однако существенно снизилась стоимость их серийного производства и эксплуатации.
В комплект вооружения самолета вошли и корректируемые авиационные бомбы - новый класс оружия, сочетающий высокую точность поражения малоразмерных целей, мощную боевую часть и относительно низкую стоимость. МиГ-27К мог брать на борт две бомбы с лазерной системой самонаведения: КАБ-500Л с проникающей БЧ или кассетную КАБ-500ЛК. Самолет также мог нести бомбы с телевизионой корреляционной головкой самонаведения, способной захватить цель класса «самолет на стоянке» на удалении до 15-17 км. В отличие от американских КАБ с телевизионным или тепловизионным самонаведением, у которых цель отслеживалась по контрасту, отечественные боеприпасы обладали способностью поражать «видеть» (или, скорее, «вычислять») слабоконтрастные или замаскированные цели (если их координаты были заранее известны). КАБ-500КР имела бронебойную БЧ, способную пробить преграду толщиной 1,5 м проникая в грунт на 10-метровую глубину, а «вакуумная бомба» КАБ-500Д оснащалась объемно-детонирующей боевой частью.
Другое управляемое вооружение, размещенное на внешних узлах подвески самолета МиГ-27К, включало две-четыре ракеты ближнего воздушного боя Р-60 (Р-60М), сменившие УР Р-ЗС и значительно повысившие оборонительный потенциал истребителя-бомбардировщика.
Неуправляемое вооружение состояло из сверхмощных НАР С-25 с различными боевыми частями калибром 340 или 420 мм (за фаллическую внешность прозванные авиаторами - любителями отечественной поэзии «Лука Му-дищев» в честь бессмертного персонажа одноименной поэмы); ракет С-24 и С-24Б (240 шл); блоков УБ-32А или УБ-16 с ракетами С-5 калибром 55 мм или блоков Б-8М1 с НАР С-8 калибром 80 мм.
Самолет мог нести до 22 свободнопадающих бомб калибром 50 или 100 кг, до девяти бомб калибра 250 кг или до восьми бомб калибра 500 кг. Под МиГ-27К могли подвешиваться разовые бомбовые кассеты РБК-250, бетоно-бойные боеприпасы с реактивным ускорителем БетаАБ-250 и БетаАБ-500, бронебойные бомбы БРАБ-200ДС, БРАБ-220, БРАБ-500 и БРАБ-1000, баки с напалмом. Боеприпасы небольшого калибра размещались на многозамковых балочных держателях МБДЗ-Уб-68, а более крупные, массой до 500 кг - на двухзамковых балочных, имеющих улучшенную аэродинамику.