Предварительные работы по созданию тяжелого истребителя пятого поколения для ВВС и ПВО начались в конце 1979 года в рамках программы И-90 (истребитель 1990-х годов). В 1981 г. Целевая комплексная программа создания истребителей 90-х гг. была утверждена Постановлением правительства. Помимо ММЗ им. А.И.Микояна, в ее выполнении приняли участие ведущие институты и разработчики самолетных систем министерств оборонных отраслей промышленности и Министерства обороны. Необходимость в такой программе объяснялась масштабностью поставленных задач: предстояло разработать не только сами самолеты нового поколения, но и весь комплекс средств их оснащения, включая перспективные двигатели, радиолокационную и оптико-электронную обзорно-прицельную аппаратуру, пилотажно-навигационное и радиосвязное оборудование, системы РЭП, управляемое ракетное вооружение. В 1981 г. ЦАГИ были выданы рекомендации по самолету, выполненному по схеме "утка" с треугольным адаптивным крылом и большим количеством отклоняемых поверхностей, обеспечивающих высокие значения аэродинамического качества как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых режимах, а также полет на закритических углах атаки.

В 1983 г. была утверждена "Комплексная целевая программа" работ по самолету, силовой установке, БРЭО и вооружению, а также тактико-техническое задание ВВС и ПВО. Предэскизная разработка нового истребителя в ОКБ им. А. И. Микояна осуществлялась на конкурсной основе параллельно с работами ОКБ им. П.О.Сухого над истребителем с крылом обратной стреловидности (С-37). Аванпроект перспективного истребителя был выполнен специалистами ОКБ им. А.И.Микояна в 1985 г. Особенность его заключалось в том, что выполнялся он в двух частях - по многофункциональному фронтовому истребителю и истребителю ПВО, получившему название МФИ, и по легкому фронтовому истребителю - ЛФИ. При этом предполагалась высокая степень унификации между обоими самолетами. На этапе аванпроекта с учетом результатов продувок в аэродинамических трубах ЦАГИ, предварительных данных по характеристикам двигателя, оборудования, исследований по снижению радиолокационной заметности, были определены рациональные размерности МФИ и ЛФИ, выбрана аэродинамическая схема самолетов, приняты основные конструктивно-компоновочные решения, такие, как компоновка фюзеляжа, форма и размещение воздухозаборников, схема хвостового оперения, а также определены параметры основных систем истребителей.

В 1987 (по другим источникам - в 1986) г. ММЗ им. А.И.Микояна совместно с другими участниками работ успешно защитил аванпроект по самолетам МФИ и ЛФИ, выиграв конкурс у ОКБ им.Сухого. В том же году вышло совместное партийно-правительственное постановление, в соответствии с которым ММЗ им. А.И.Микояна поручалась разработка МФИ в весовой категории Су-27. В дальнейшем из-за недостатка финансов работы по программе ЛФИ, предназначенного для замены МиГ-29, были заморожены и все усилия ОКБ были сосредоточены на тяжелом истребителе. В 1991 г. состоялась успешная защита эскизного проекта и макета МФИ. Основными его особенностями должны были стать: сверхманевренность; способность к сверхзвуковому полету на бесфорсажном режиме; малая радиолокационная и тепловая заметность; улучшенные взлетно-посадочные характеристики; значительное сокращение стоимости летного часа, количества технического состава, объема и веса нестандартного оборудования, требующегося для обслуживания самолета; новая архитектура комплекса БРЭО, структура информационно-управляющего поля кабины, высокая степень интеграции. Параллельно с работами над многофункциональным фронтовым истребителем на основе базовой конструкции прорабатывались варианты самолета-разведчика, истребителя корабельного базирования и другие модификации.