История создания самолета МиГ-23 берет начало в первой половине 1960-х гг., когда ОКБ А.И. Микояна приступило к работам по проектированию истребителя нового поколения, предназначенного для замены МиГ-21. Предполагалось, что новый самолет будет сочетать лучшие качества "двадцать первого" с последними усовершенствованиями в области аэродинамики, бортовой радиоэлектроники и вооружения. Для истребителя был загодя зарезервирован индекс "МиГ-23". МиГ-23 рассматривался как сравнительно дешевая машина, способная эффективно применяться в "малых войнах", для ПВО отдельных крупных объектов, а также поставляться на экспорт в дружественные страны.

К техническому проектированию самолета МиГ-23 на ОКБ А.И. Микояна приступили в 1964г. Облик нового МиГа формировался не без западного влияния: на командование ВВС произвели большое впечатление универсальные способности нового американского тактического истребителя Макдоннел-Дуглас F-4 Фантом II, а также заявленные характеристики машин следующего поколения - многоцелевого истребителя Дженерал Дайнэмикс F-111 и истребителя-бомбардировщика Дассо-Бреге Мираж G, оснащенных крылом с изменяемой геометрией. Такое крыло было решено использовать и на новом изделии "23-11" ОКБ А.И. Микояна. В отличие от американских тяжелых двухместных самолетов, МиГ должен был оставаться одноместным, сохранить маневренные характеристики своего предшественника, а также обладать способностью эксплуатироваться с укороченных грунтовых ВПП. Одновременно были начаты работы по самолету "23-01" (МиГ-23ПД или МиГ-23УВП) с треугольным крылом и двумя подъемными двигателями ОКБ П.А. Колесова РД-36-35 (23,0 кН / 2 350 кгс) - альтернативной программе перспективного фронтового истребителя укороченного взлета и посадки.

Первый полет опытного самолета "23-01" состоялся 3 апреля 1967г. (летчик-испытатель П.М. Остапенко). Истребитель, выполненный по нормальной схеме с треугольным среднерасположенным крылом и цельноповоротным дифференциально отклоняемым горизонтальным оперением, был оснащен маршевым двигателем Р-27-300 (1 * 51,0 кН/1 * 5 200 кгс, 1 * 76,5 кН / 1 * 7 800 кгс) и подъемными двигателями с надфюзеляжными воздухозаборниками. Крыло имело мощную систему сдува пограничного слоя, что, в сочетании с подъемными ТРД, обеспечивало самолету длину разбега 180-200 м и пробег с тормозным парашютом 250 м (величина, рекордная для реактивного самолета такого класса). Самолет "23-01" успешно проходил летные испытания и был эффектно продемонстрирован на авиационном празднике в Домодедово 9 июля 1967г., однако 26 мая 1967г. А.В. Федотов поднял в воздух другой опытный МиГ - изделие "23-11/1" с крылом изменяемой геометрии, который и стал прототипом серийного истребителя. Самолет "23-11/1, как и "23-01", был оснащен ТРДФ Р-27Ф-300 (5 200 / 7 800 кгс), созданным под руководством Хачатурова и имеющим удельный расход топлива, на 25% меньший, чем ТРДФ Р-11Ф2-300, установленный на истребителе МиГ-21.

Вскоре после начала летных испытаний прототипа были построены опытные самолеты 23-11/2 и 23-11/3, на которых продолжалась отработка самолета, его систем и вооружения. 21 мая 1969г. совершил первый полет серийный истребитель МиГ-23С. Самолет планировалось оснастить мощной РЛС РП-23 "Сапфир" ("Сапфир-23"), обеспечивающей всепогодный перехват на догонных и встречных курсах при помощи ракетного комплекса УР Р-23 с радиолокационной полуактивной системой наведения, однако станция "Сапфир-23" была установлена лишь на нескольких МиГ-23С: на большинстве машин из-за недопоставки промышленностью новых РЛС были установлены станции РП-22, используемые и на МиГ-21. Для сохранения центровки из-за меньшей массы РЛС на самолетах устанавливался балластный груз). Кроме РЛС, самолет оснащался теплопеленгатором ТП-23, позволяющим обнаруживать и атаковать воздушные цели в пассивном режиме, что обеспечивало большую скрытность и помехозащищенность истребителя. Имелся радиокомпас АРК-10 и аппаратура приводной системы АСП-ПФ.