В том же году на самолет установили крылья с разведчика МиГ-25РБ №02-601 и стабилизатор, взятый с одного из МиГ-25П установочной серии, а в 1976 г. на более совершенное заменили часть оборудования. Самолет передали на Государственные испытания, и все же, в серию внедрять не стали. В 1975 г. начали интенсивно проводить испытания нового перспективного перехватчика Е-155МП (прототипа будущего МиГ-31) и летающей лаборатории «изделие 99», оснащенных более экономичными двигателями ПС-30Ф (Д-30Ф) тягой по 15500 кгс конструкции ОКБ П.А. Соловьева. Командование ПВО страны проявляло большую заинтересованность в МиГ-31, поэтому двигатель Р15БФ2-300 в серийное производство запускать не стали, и дальнейшие работы по МиГ-25М прекратили.
С двигателями Р15БФ2-300 испытывались и несколько разведчиков-бомбардировщиков, оснащенных, к тому же, и более совершенной навигационной системой «Пеленг-2». Первый такой МиГ-25РБ с укороченным заводским №0703 (синий бортовой «703») вышел на испытания в феврале 1976 г., за ним последовали еще два МиГ-25РБ (№020401 и №020601, соответственно, синие «401» и «601»). Интересно, что последнему из них в числе четырех «двадцать пятых» ранее довелось в экспериментальном порядке повоевать на Ближнем Востоке. После установки двигателей Р15БФ2-300 его заводской номер стал писаться так: 02-601.
В 1976 г. испытания двигателей Р15БФ2-300 на этих МиГ-25РБ завершились, причем на самолете №02-601, обозначенном в протоколах ФАИ как Е-266М с двигателями РД-Ф, в ходе испытаний было установлено несколько мировых рекордов скороподъемности и высоты полета. 17 мая 1975 г. летчики-испытатели А.В. Федотов и П.М. Остапенко установили на нем три рекорда скороподъемности на высоту 25000, 30000 и 35000 м (время набора высоты, соответственно, 2 мин 23,2 с, 3 мин 9,85 с и 4 мин 11,7 с). Для установления рекордов машину максимально облегчили. В 1977 г. А.В. Федотов установил еще три абсолютных рекорда высоты полета – 37650 м (без груза) и 37080 м (с грузом 1 и 2 т). Уже после завершения рекордной серии в одном из рядовых полетов из-за нарушения регулировок в топливной системе возник перенаддув одного из фюзеляжных топливных баков. В результате верхняя стенка бака разрушилась. Летчик-испытатель А.Г. Фастовец, проявив большое мастерство и мужество, посадил поврежденную машину. Ее отремонтировали, но проводить испытания больше не стали.
Летающая лаборатория для отработки катапультного кресла ВКС «Буран»
Самолет оптико-телевизионного наблюдения МиГ-25ПУ-СОТН
В 1991-92 гг. на втором опытном перехватчике МиГ-25ПД (с синим бортовым номером «306»), эксплуатируемом на летной станции ОКБ в Жуковском, установили для отработки по программе создания истребителя 5-го поколения (изделий «1.42» и «1.44») новый двигатель АЛ-41Ф. Испытания оказались довольно сложными. Двигатель имел совершенно другую систему регулирования, его тяга была значительно больше, чем у Р15БД-300. В целом первый этап испытаний прошел успешно. Было выполнено свыше 30 полетов, в том числе на больших сверхзвуковых скоростях и высотах. Был получен огромный объем информации, позволивший внести в конструкцию АЛ-41Ф ряд необходимых доработок.
Несколько летающих лабораторий было создано на базе учебных машин. В частности, опытный экземпляр МиГ-25РУ (№390СА01) после завершения испытаний был передан в ЛИИ, где его переоборудовали в лабораторию для отработки катапультного кресла К-36РБ, предназначенного для воздушно-космического корабля многоразового использования «Буран», а также других катапультных кресел. Катапультирование кресла с манекеном производилось из основной (задней)кабины, которую специально доработали для этой цели (вместо фонаря установили металлический обтекатель с открытым верхом). Для киносъемки катапультирования на законцовках крыла и хвостовой части фюзеляжа устанавливались кинокамеры.
Один из МиГ-25ПУ с укороченным заводским №0578 был переоборудован в ЛИИ для отработки алгоритмов траектор- ного управления «Бурана» во время захода на посадку. Самолет, который стал называться МиГ-25ПУ-СОТН (самолет оптико- телевизионного наблюдения), оснастили специальным оборудованием, а его переднюю кабину приспособили для ведения кино- и видеосъемки. Внешне машина отличалась дополнительными антеннами под носовым конусом фюзеляжа и за кабиной пилота. Важнейшим событием в «биографии» этого самолета стало его использование для передачи на землю телевизионного изображения возвращения «Бурана» из космического полета 15 ноября 1988 г. Летчик-испытатель ЛИИ М.О.Толбоев (являвшийся одним из пилотов, готовившихся к полету на «Буране») с оператором С.М. Жадовским на МиГ-25ПУ-СОТН перехватили «Буран» и сопровождали его до момента приземления. Позднее самолет использовался для оптико-телевизионного наблюдения испытаний других машин.
В советской программе многоразового космического корабля использовались еще две ЛЛ на базе «двадцать пятых». Так, для отработки методик контроля за режимами автоматического управления и подготовки летных экипажей был переоборудован самолет МиГ-25ПУ с укороченным заводским №4401 (голубой бортовой «02»). Для испытаний телеметрической, радиосвязной и другой специальной аппаратуры служил МиГ-25РБК с укороченным заводским №9210 и красным бортовым номером «02». Внешне этот самолет отличался радиопрозрачными панелями на воздухозаборниках в районе крыла.