Всего полк получил 43 МиГ-27 — больше штатного количества в 40 машин (по 12 в каждой из трёх эскадрилий и ещё четыре в звене управления). Три самолёта добавили с учётом обеспечения войсковых испытаний, чтобы избежать сбоев на случай выхода техники из строя или других непредвиденных обстоятельств, не исключая и лётные происшествия. Учебно-боевые спарки в 722-м апиб были получены ещё вместе с МиГ-23БН, причём последние передавать в другие части не торопились, сохраняя на период освоения новой техники, и только с полным переходом на МиГ-27 отогнали за Урал.
Первые десять МиГ-27 собирали в ТЭЧ полка вместе с заводской бригадой, остальные — своими силами. Стыковался фюзеляж, навешивались консоли и стабилизатор, щитки шасси и МРК-30М, отлаживались системы, расконсервировался и опробовался двигатель и, наконец, подвешивались держатели вооружения и проверялось оборудование. Вся сборка занимала три дня. Самолёты приподнесли массу сюрпризов, будучи откровенно «сырыми» даже для установочной партии. Практически полковая приёмка заменяла собой заводских военпредов и технический контроль: на трёх машинах не работал МРК-30М, на четырёх трубопроводы имели потертости и касания о каркас, на семи — неправильно собраны основные колёса, на шести — не закрывались фонари и на девяти — стояли неработающие генераторы. САУ была разрегулированы на всех без исключения МиГ-27.
Тем не менее все дефекты удалось устранить на месте, и уже через девять дней после доставки первый МиГ-27 поднялся в воздух. Облёты поначалу проводились заводскими испытателями, затем к ним подключились лётчики полка (несмотря на отсутствие в части пилотажного тренажёра). Все 43 самолёта были подготовлены в срок и облётаны по 10-часовой программе без каких-либо происшествии по вине личного состава. МиГ-27 имел свои особенности в пилотировании, отличные от вывозных спарок и МиГ-23БН, что не исключало ошибок со стороны лётчиков. При всей преемственности, он был тяжелее, что требовало на посадочной глиссаде скорость держать выше во избежание просадки. В сочетании с «избыточно хорошим» обзором, дававшим эффект близости бетонки, это часто приводило к высокому выравниванию и приземлению с перелётом. В переучивании пришлось делать особый упор на расчёт посадочного манёвра: вырабатывая навык, лётчики подряд выполняли по три-четыре захода без касания полосы, уходя на второй круг с высоты выравнивания, чем экономилось и время, и ресурс (руление и повторный взлёт отнимали 15–20 мин, а каждая посадка вызывала изрядную встряску конструкции).
Следом за 722-м апиб к освоению МиГ-27 приступил 642-й апиб. В декабре 1975 г. его лётчики и техники прошли в Липецке теоретическое переучивание, а с весны 1976 г. в полку уже начались полёты.
Переход на новый самолёт и в Смуравьёво, и в Вознесенске проходил без особых проблем и легче, чем в своё время переучивание на МиГ-23БН. Всё же положительно сказывались полученные на «двадцать третьих» навыки, да и в конструкции МиГ-27 был учтён опыт эксплуатации предшественников — как МиГ-23БН, так и МиГ-23М, «торивших дорогу» со всеми трудностями и проблемами новизны. Строевая эксплуатация «двадцать третьих» массово началась двумя годами раньше, и к приходу МиГ-27 значительная часть дефектов и «узких мест» машин, имевших много общих агрегатов и систем, была изжита, а эксплуатационная пригодность и характеристики к 1975 г. доведены до вполне приемлемых, особенно на фоне первых МиГ-23, о которых буквально с содроганием вспоминали и лётчики, и техники.
Постепенно всё большую долю времени стала занимать отработка боевых задач. Практически каждая лётная смена включала полёты на полигон со стрельбой и бомбометанием, вскоре начались и пуски ракет Х-23. Уже через три месяца одна из эскадрилий полка приняла участие в проводившихся на Дальнем Востоке учениях «Амур-75». Местный личный состав только начал освоение полученной техники и не был в полном объёме готов к боевой работе, из-за чего и решили задействовать коллег из Смуравьёво. Оставив свою технику дома, лётчики и техники одной эскадрильи в марте 1975 г. прибыли в Степь, и на самолётах 58-го апиб «показали класс», летая на полигон и решая боевые задачи.
Войсковые испытания МиГ-27 в 722-м апиб завершились к началу 1976 г. с общим налётом 1130 ч. Работа лидерного полка дала богатый опыт. Самолёт показал себя удачной и надёжной машиной, однако не лишённой «детских болезней» и недостатков (на выявление которых и была направлена опытная эксплуатация). Отмечалось, что большинство их относилось к разряду конструкторско-производственных, из-за них отказ в воздухе приходился на 50 ч налёта, а всякого рода неисправности на земле — на 2,8 ч наработки (по всем системам вместе). Всего за год, с января 1975 г. по январь 1976 г., имели место 46 отказов в полёте и 800 — на земле, с преобладанием неисправностей бортового оборудования и вооружения. Их максимум, в полном соответствии с теорией надёжности, пришёлся на начало массовой эксплуатации весной и резко, вдвое, упал к осени, когда машина была лучше освоена, а системы — доработаны.
В планере частыми были трещины по сварке бака-отсека № 2, разрушения прижимных пластиковых щитков крыла и деталей гребня, встречались трещины по сварке титанового хвостового кока фюзеляжа. Случались отказы агрегатов и течи по гидросистеме. Наибольшее число дефектов приносила топливная система, где частой была негерметичность крыльевых кессонов по крепежу панелей, фюзеляжных баков и стыков труб, о которой сигнализировали грязные потёки керосина. Частым был невыпуск тормозного парашюта из-за заедания кинематики створок, отказывал МРК-30М, но подлинным бичом стал массовый односторонний износ покрышек основных колёс — большой развал делал своё дело; колёса сначала касались бетонки наружной «щекой» и истирались сбоку уже после двух десятков посадок.
По двигателю Р-29Б-300 за первые два года эксплуатации МиГ-27 зафиксировали 157 неисправностей (всего 4,4 % замечаний по самолёту в целом), в полёте — 11. Наибольшее количество дефектов относилось к масляной системе, причём в половине случаев она оставалась работоспособной, а барахлил сигнализатор стружки в масле. Более серьёзным было разрушение лопаток перепуска воздуха из-за трещин, а едкое масло ВНИИНП-50-1-4Ф доставляло проблемы в эксплуатации. В то же время наиболее неприятные последствия повлёк «человеческий фактор»: 20 двигателей в полках пришлось заменить «по бестолковости» — из-за попадания в них всякого мусора и забытых в воздухозаборниках рукавиц, чехлов и фуражек. Как оправдывались виновные, «так и тянет в него что-то положить — удобно, и под рукой».
Показательными были данные по надёжности электрооборудования МиГ-27: отказ в полёте приходился на 282,5 ч налёта, неисправность на земле — на 45,2 ч работы, что втрое-вчетверо превышало показатели аналогичных систем МиГ-23М в начале его службы — там отказы приходились всего на 80 и 10,3 ч, соответственно. Однако наработка не дотягивала до заданных нормативов в 1200 и 60 ч, что было объяснимо на этапе опытной эксплуатации (со временем дефекты «вычерпывались» и положение значительно улучшилось).
В обслуживании МиГ-27 укладывался в общие нормативы. Предварительная подготовка истребителя-бомбардировщика, обеспечивавшая две лётные смены, выполнялась группой из 11 человек: техник и механик, закреплённые за самолётом, и девять специалистов из групп обслуживания по вооружению, оборудованию и РЭО. На одну машину затрачивали 2 ч 10 мин, всю эскадрилью, за счёт параллельной работы, удавалось подготовить за 6 ч. Предполётная подготовка зависела в основном от снаряжения боеприпасами: если при подвеске пары ракет Р-3С или Х-23 хватало и часа (вместе с запуском двигателя и выруливанием), то загрузка 18 стокилограммовых бомб требовала полтора часа, а шести «пятисоток» — без малого двух часов, из которых на саму подвеску тратили 45 минут.
Больше всего на времени подготовки МиГ-27 сказывались длительная проверка систем под током, занимавшая полчаса перед вылетом, и большое количество проверок со специальной контрольной аппаратурой, которая придавалась «в россыпи» и ее приходилось носить от самолёта к самолёту. Особенно требовательной была инерциальная курсовертикаль ИКВ, без которой невозможна была работа ПрНК. Требовалось выставить ИКВ в рабочее состояние перед самым полётом, раскручивая гироскопы, и сразу после этого запустить двигатель. Если цикл подготовки срывался или запуск откладывался, нужно было 15 мин. ждать полной остановки гироскопов ИКВ, а затем повторять выставку. Эта капризная система считалась слабым местом самолёта, «в значительной мере регламентируя боеготовность частей, вооружённых МиГ-27».
Целый ворох претензий вызвало состояние дел по вооружению — много рекламаций предъявлялось по отказам держателей, неисправностям цепей управления и арматуры, но особенно ущербным оставался вопрос снаряжения самолёта боеприпасами. Сами держатели имели несовершенную конструкцию и не отвечали требованиям унификации — разные типы бомб, блоков и пусковых устройств требовали «индивидуального подхода» с перестановкой упоров и подготовкой замков. Тележки-податчики для боеприпасов были крайне неудобны в работе, тяжелы и ненадёжны. Для ракет, блоков и бомб разных калибров служили свои комплекты ложементов, переставлявшихся под каждый вариант загрузки с подгонкой и откручиванием дюжины болтов, причём под разные места подвески на самолёте требовались разные ложементы. Громоздкие «тачанки» с гидроподъёмником вообще толком не удавалось подкатить под машину (мешало шасси), из-за чего тросы лебёдок шли косо, грозя срывом бомбы.