Работы по глубокой модернизации истребителя-перехватчика МиГ-31 в ОКБ им. А.И.Микояна начались в 1984 году. Появление самолёта МиГ-31М ("изделие 05") было обусловлено возростанием требований к истребитеям ПВО. В новых условиях требовалась защита направлений от групповых налётов стратегических бомбардировщиков с крылатыми ракетами большой дальности, экскортируемых истребителями сопровождения. Кроме того ставилась задача перехвата гиперзвуковых, трансатмосферных и космических целей. С этой целью на самолёте было решено устоновить более совершенную систему управления оружием "Заслон-М", способную одновременно сопровождать до 24 целей и обеспечивать применение оружия по 8 из них. Также улучшена аэродинамика, установлены более мощные двигатели Д-30Ф-6М. Первый полёт состоялся 21 декабря 1985 года (лётчик-испытатель Б.А.Орлов, штурман-испытатель Л.С.Попов). Самолёт впервые демонстрировался в Мачулищах под Минском в марте 1992 года. В апреле 1994 года впервые в мире были проведены испытания по поражению воздушной цели на дальности свыше 300 км.

Конструкция планёра МиГ-31М аналогична базовому самолёту. Крыло самолёта имеет наплывы увеличенной площади. Увеличены и размеры гаргрота, в котором размещёно дополнительно 300 л топлива. Для улучшения путевой устойчивости на концах крыла установлены аэродинамические шайбы. Силовая установка состоит из 2 двигателей Д-30Ф-6М. Для улучшения обзора переднеее остекление кабины выполнено сплошным. На самолёте установлена более мощная бортовая РЛС с ФАР диаметром 1,4 м. Вместо убирающегося теплопеленгатора установлен оптико-локационный комплекс с ИК и лазерным каналами (его оптическая головка размещена перед козырьком кабины). Система индивидуальной защиты и РЭБ объединены в бортовой комплекс обороны. Вооружение усилено и состоит из 6 управляемых ракет сверхбольшой дальности Р-37, размещённых под фюзеляжем на полуутопленных узлах подвески (по 2 в 3 ряда). На четырёх подкрыльевых узлах подвески размещены УР средней дальности Р-77 (РВВ-АЕ). Пушка отсутствует.

Изготовлено не менее 7 самолётов МиГ-31М. Поставлялся на экспорт в Чехию.

Модификации самолёта:

• МиГ-31М ("изделие 05") - модернизированный перехватчик. Оснащён СУВ "Заслон-М".
• МиГ-31БМ - модернизированный ударный самолёт. Состав оборудования аналогичен МиГ-31М. Навигационный комплекс унифицирован с МиГ-29СМТ. В состав вооружение включены ракеты "воздух-поверхность". До 2020 года предполагается переоборудование 60 ранее выпущенных МиГ-31.
• МиГ-31ФЭ - экспортный вариант МиГ-31БМ. Отличается БРЭО западного производства.

Лётно-технические характеристики