Прототип истребителя МиГ-23 (23-11/1)
Истребитель-бомбардировщик МиГ-27К
Параллельно с доводкой МиГ-23 в конце 60-х гг. в ОКБ началась разработка на его базе фронтового истребителя-бомбардировщика МиГ-23Б (32-24) с аналоговым прицельно-навигационным комплексом "Сокол-23" и мощным ракетно-бомбовым вооружением. Первый полет самолета МиГ-23Б, оснащенного двигателем АЛ-21Ф-3, состоялся 18 февраля 1971 г. Самолет был запущен в серию на ММЗ "Знамя труда". На его базе был разработай истребитель-бомбардировщик МиГ-23БН (32-23) с двигателем Р29Б-300, строившийся в течение долгого времени на МАПО и широко поставлявшийся на экспорт в ряд зарубежных стран. Для ВВС Советского Союза на базе МиГ-23Б и МиГ-23БН был создан истребитель-бомбардировщик МиГ-23БМ (32-25) с принципиально новым цифровым прицельно-навигационным комплексом ПрНК-23 и мощной 6-ствольной пушкой ГШ-6-30 калибра 30 мм. Максимальная бомбовая нагрузка самолета достигла 4000 кг. Первый полет опытного МиГ-23БМ состоялся 17 ноября 1972 г., а в следующем году он был запущен в серийное производство на авиазаводе в Иркутске. Впоследствии он получил название МиГ-27 и стал основой для создания ряда новых модификаций.
9 декабря 1970 г. во время операции на сердце умер А.И.Микоян. В 1971 г. ММЗ "Зенит" было присвоено его имя, а Генеральным конструктором ОКБ назначили Р.А.Белякова. Под его руководством были продолжены работы по созданию новых модификаций истребителя МиГ-23, истребителя-бомбардировщика МиГ-27, перехватчика МиГ-25П и разведчика-бомбардировщика МиГ-25РБ. Кроме того, была развернута разработка двух новых типов самолетов -перехватчика МиГ-31 и фронтового истребителя 4-го поколения МиГ-29. С 1978 г. предприятие стало официально именоваться "Московский машиностроительный завод им. А.И.Микояна".
Развитием истребителя МиГ-23М в 70-е годы стали фронтовой истребитель МиГ-23МЛ (23-12) с усовершенствованной системой вооружения, облегченной конструкцией и более мощным двигателем Р-35 и его модификация для истребительной авиации войск ПВО страны МиГ-23П (23-14). В начале 80-х гг. большинство ранее выпущенных МиГ-23МЛ было модернизировано в вариант МиГ-23МЛД (23-18) с повышенными боевыми возможностями. Был разработан также ряд опытных модификаций с улучшенным оборудованием, в частности МиГ-23МЛГ (23-37), МиГ-23МЛС (23-47) и МиГ-23МЛДГ (23-57) с аппаратурой активных помех.
На базе МиГ-23БМ (МиГ-27) в 1974 г. был создан истребитель-бомбардировщик МиГ-23БК (32-26) с цифровым ПрНК-23К и прицельной лазерно-теле-визионной системой "Кайра". Эта система обеспечивала высокоэффективное обнаружение наземных целей на большой дальности и применение широкой номенклатуры управляемого оружия класса "воздух-поверхность" с различными системами наведения. Самолет строился серийно на авиазаводе в Иркутске под названием МиГ-27К. Несколько более скромными боевыми возможностями обладала модификация МиГ-27М (32-29), запущенная в 1977 г. в серию на заводе в г. Улан-Удэ. В начале 80-х гг. большинство ранее выпущенных самолетов МиГ-27 было модернизировано по типу МиГ-27М и получило название МиГ-27Д (32-27). В 1986 г. выпуск самолетов МиГ-27МЛ (32-29Л) по советской лицензии был освоен на заводе фирмы HAL в Индии. Разработка модификаций МиГ-23 и МиГ-27 осуществлялась под руководством главного конструктора Г.А.Седова, возглавлявшего тему в 1971-1997 гг.
Кроме того, еще в 1965 г. в ОКБ начались работы по теме "Спираль", предусматривающей создание экспериментального пилотируемого орбитального самолета (ЭПОС). Руководителем темы был назначен Г.Е.Лозино-Лозинский. Для выполнения первого этапа испытаний был построен аналог орбитального самолета - изделие 105-11. При экспериментальных полетах он поднимался на самолете-носителе Ту-95К на большую высоту, отцеплялся от носителя и производил посадку на специально подготовленную полосу. В 1977-1978 гт. летчик-испытатель А.Г.Фастовец выполнил 8 полетов, в которых были сняты необходимые для постройки орбитального самолета летно-технические характеристики. Опыт, накопленный во время испытания самолета 105-11, был использован при создании космического корабля многоразового использования "Буран".