МиГ-23Б был снабжен лазерной системой «Фон», прицельной системой «Сокол-23С», оптимизированной для действий по наземным целям с малых высот (основу системы составлял оптический прицел С-17ВГ-1) и навигационной системой КН-23 с доплеровской РЛС и аналоговым вычислителем, способной «запоминать» координаты трех пунктов поворота маршрута (ППМ) и четырех аэродромов, на которые самолет мог бы совершить посадку после выполнения боевой задачи. Самолет оснащался системой автоматизированного управления САУ-23Б и радиовысотомером РВ-5Р.
Впервые после 12-летнего перерыва на машине ОКБ А. И. Микояна был установлен двигатель, разработанный под руководством А. М. Люльки - АЛ-21Ф (8900 кгс). На серийных самолетах установили модернизированный двигатель АЛ-31Ф-3 (изделие «89») с увеличенной тягой (11200 кгс на форсажном режиме и 8000 кгс - без форсажа) в компоновке «Б» - т. е. оптимизированной для истребителя-бомбардировщика МиГ-23 Б (АЛ-21Ф-3 в компоновке «Т» предназначался для бомбардировщика Су-24, а в компоновке «С» - для истребителя-бомбардировщика Су-17М). Новый вариант двигателя отличался наличием дополнительной («нулевой») ступени компрессора и увеличенным диаметром входа
В отличие от истребителя МиГ-23С, ударный самолет получил накладное бронирование, устанавливаемое с внешней стороны кабины летчика. Внутренний запас топлива увеличился до 5400 л за счет дополнительного бака № 1 А, размещенного под поликом закабинного отсека. Максимальная взлетная масса возросла до 20 т. Это, а также необходимость обеспечить возможность эксплуатации с грунтовых ВПП, заставили конструкторов увеличить размер колес - ширина пневматиков носовой стойки была увеличена с 125 до 140 мм, а основных стоек - с 270 до 360 мм. Чтобы вписать в фюзеляж самолета колесо увеличенного размера, створка ниши основного шасси получила небольшую выпуклость. Одновременно давление в шинах основного шасси снизили с 12,5 кГс/см2 до 11 кГс/см2, что улучшало проходимость (самолет получил способность базироваться на аэродромах второго класса, а также на грунтовых ВПП).
Бомбовое вооружение МиГ-23 Б общей массой до 3000 кг, впервые на отечественных серийных самолетах, размещенное на многозамковых балочных держателях, могло включать до 18 бомб калибра 50-100 кг или восемь бомб калибра 500 кг на подкрыльевых и подфюзеляжных узлах подвески. Самолет мог брать на борт и тактическую ядерную бомбу. В другой вариант вооружения входило четыре блока НАР УБ-32А с 32 ракетами С-5 калибра 57 мм или четыре более современных блока Б-8М с 20 НАР С-8 калибра 80 мм. Кроме того, под крылом предусматривалась подвеска двух управляемых ракет Х-23, наведение которых осуществлялось посредством радиокоманд по методу «трех точек». Контейнер с аппаратурой командного управления «Дельта-НМ» предполагалось подвешивать на подфюзе-ляжном узле. Однако к моменту появления МиГ-23 Б УР Х-23 еще не была создана, а ракету Х-66, наводящуюся по радиолокационному лучу, истребитель-бомбардировщик, в отличие от истребителя МиГ-23, не мог использовать из-за отсутствия Б РЛС.
МиГ-27К с ракетой Х31-П
Пушечное вооружение, так же, как и на МиГ-23С, состояло из двухствольной пушки ГШ-23Л со скорострельностью около 3000 выстр./мин. с боекомплектом 200 патронов и предназначалось, главным образом, для ведения ближнего воздушного боя. Кроме того, мог формироваться пушечный (штурмовой) вариант вооружения истребителя-бомбардировщика, в соответствии с которым под крылом подвешивалось два контейнера УПК-23-250 с пушкой ГШ-23 и боекомплектом 250 патронов на контейнер. МиГ-23 Б стал первым самолетом с таким вооружение
По оценкам, эффективность нового самолета при действиях по наземным целям в 1,5 превзошла эффективность истребителя МиГ-23М.
В ходе испытаний МиГ-23 Б показал высокие летные характеристики. Так, летчик-испытатель Федотов пролетел на высоте 600 м без подвесных топливных баков расстояние более 1000 км (для сравнения, англо-французский «Ягу-ар» и американский F-16 - основные истребители-бомбардировщики НАТО - могут покрыть на малой высоте лишь около 900 км).
Серийный выпуск истребителя-бомбардировщика был начат в 1971 г. и завершился осенью того же года постройкой 24 самолетов, поступивших на вооружение советских ВВС.
В 1973 г. был создан усовершенствованный истребитель-бомбардировщик МиГ-23БН («32-23»), на котором было применено крыло с «клыком» (как на МиГ-23М), более легкий и дешевый (хотя и менее экономичный) двигатель Р-29А-300, установленный на нескольких самолетах и обеспечивающий унификацию с силовой установкой истребителей МиГ-23М. Этот двигатель вскоре заменили на специализированный «бомбардировочный» Р-29Б-300 (1x8000/11500 кгс), оптимизированный для полетов на малой высоте. От «истребительных» модификации Р-29 этот двигатель отличался более легким хвостовым коком из титанового сплава и двухпозиционным соплом упрощенной конструкции. Замена АЛ-21Ф-3 на Р-29Б-300 была обусловлена, в значительной степени, недоведенностыо первого (на самолетах Су-24 силовую установку удалось довести лишь к середине 1970-х годов).
На самолете была установлена усовершенствованная на-вигационио-бомбардировочная система «Сокол»-23Н и два дополнительных узла внешней подвески в хвостовой части фюзеляжа, а также усилено бронирование боков кабины летчика. В состав вооружения включена управляемая ракета Х-23, а впоследствии - Х-25МП (две УР подвешивались под крылом), Станция «Дельта-НМ» размещалась на правом крыльевом пилоне. Для ведения воздушного боя самолет оснащался ракетами малой дальности с тепловой системой самонаведения Р-ЗС или Р-13М (две УР размещались на подфюзеляжных узлах подвески).