В таком виде самолёт проходил испытания и был принят на вооружение и лишь впоследствии командование ВВС пришло к выводу о необходимости оснащения машин этого класса ракетным оружием ближнего боя, существенно расширявшим его возможности как в обороне, так и при использовании в качестве истребителя.
Самолёт теоретически мог нести до 3000 кг бомб, однако уже при разработке машины конструкторы группы вооружения обнаружили, что их размещение на «двадцать третьем» является нелёгкой задачей. Подвеска вооружения, в первую очередь бомб, стала в буквальном смысле узким местом: имевшихся четырёх точек подвески было явно недостаточно. Даже на предварительной стадии их количество намеревались довести до шести — восьми. Возникла проблема: где оборудовать дополнительные держатели? Бомбы и блоки следовало разместить поближе к центру масс, чтобы разгрузка не сказывалась на центровке самолёта. Однако под крылом «лишние» узлы просто некуда было пристроить.
Незанятым местом оставалась хвостовая часть, где за нишами основных стоек шасси и пришлось изыскивать возможность монтажа бомбодержателей. Такое решение являлось вынужденным — узлы здесь оказывались вынесенными назад почти на три метра от центра масс. Из-за этого они, во избежание получения опасной задней центровки самолёта, могли использоваться только вместе с передними держателями, но иного выхода не нашлось.
При проработке конструкции узла задача осложнялась тем, что хвостовая часть фюзеляжа в этом месте не имела силовых шпангоутов или балок, достаточно мощных для крепления держателей с массивными боеприпасами. Пришлось прибегнуть к нетрадиционному решению, установив по бокам фюзеляжа панели в виде мощных литых крышек из алюминиевого сплава, которые крепились к поясам шпангоутов винтами. Между стенками литых кронштейнов присоединялись замки Д3У-1 под бомбы калибра 100–250 кг. Под крышками находились агрегаты гидросистемы, для доступа к которым они могли открываться на шарнирах (естественно, при отсутствии подвесок).
Дополнительные возможности предоставляли многозамковые балочные держатели (МБД), разработка которых началась в 1967 г. в ответ на требование военных увеличить число бомб на самолётах. На МиГ-23Б использовались держатели МБД3-У2Т-1 для бомб калибра 250–500 кг и МБД2-67У — для бомб калибра 100 кг. МБД позволяли загрузить каждую точку подвески до предела её грузоподъёмности максимальным количеством бомб. Так, типовой для истребителя-бомбардировщика держатель 3-го класса грузоподъёмности вместо одной бомбы в 500 кг с применением МБД2-67У мог нести до четырёх «соток». МиГ-23Б получил возможность использовать до четырёх «малых» МБД под крылом и фюзеляжем, поднимая с их помощью до 18 стокилограммовых бомб, а с установкой на подкрыльевые узлы двух МБД3-У2Т-1 самолёт загружался шестью пятисоткилограммовыми бомбами (четыре — на МБД и две — на подфюзеляжные БД3-60-23Ф1).
Существенной новинкой стало оснащение ударного МиГ-23Б управляемым ракетным вооружением класса «воздух — поверхность». Следует отметить, что работы над таким оружием развернулись у нас в стране с изрядным опозданием: до 1964 г., по известным причинам, авиационному вооружению вместе с самой военной авиацией отводилась второстепенная роль, и средств на разработки практически не выделялось. В то же время в США, по опыту корейской войны, вплотную занялись созданием управляемых ракет для поражения наземных целей уже с 1954 г. В апреле 1959 г. американцы приняли на вооружение ракету АСМ-12 «Буллпап». Наличие у потенциального противника такого оружия и поступившие из Вьетнама сведения о его эффективном применении подстегнули разработку и у нас, тем более, что отставание в высокоточном оружии на то время оценивалось, как минимум, десятилетнее.
Задание было выдано ОКБ-134 (с 1966 г. — МКБ «Вымпел») и КБ завода № 455 в подмосковном Калининграде (позднее — ОКБ «Звезда» при ПО «Стрела», известном также как «Звезда-Стрела»), занимавшимся выпуском авиационного вооружения, включая и управляемые ракеты для истребителей. Позднее все работы по управляемой ракете для поражения наземных целей сосредоточили на «Звезде», а «Вымпел» сконцентрировался на тематике по классу «воздух — воздух». Проектирование ракеты, обозначенной Х-23, возглавил Г. И. Хохлов. Будущая ракета, как явствовало уже из её названия, создавалась в тесной связке с самолётом МиГ-23. Под неё соответствующим образом оборудовались уже первые «двадцать третьи», а аппаратуру управления ракетой несли как истребители, так и спарки. На первом экземпляре МиГ-23Б (изделие «23–11/4») станцию наведения предусматривалось разместить на месте радиолокационного прицела, а антенну вынести в носовой конус, где несущему команды управления радиолучу обеспечивались наилучшие условия.
В конструкции Х-23 был заложен простой и достаточно отработанный радиокомандный принцип управления, при котором наведение ракеты на цель и корректировка её траектории осуществлялись самим лётчиком, управляющим полётом ракеты по радиоканалу. Он управлял ею при помощи специальной подвижной кнопки-кнюппеля на ручке управления, перемещение которой вверх-вниз и вправо-влево система управления ракеты отрабатывала движениями рулей. Кодированные управляющие радиокоманды передавались на борт ракеты с помощью аппаратуры «Дельта», формировавшей сфокусированный радиолуч для повышения помехозащищённости.
Конструкция ракеты была полностью подчинена избранному принципу наведения: хвостовой отсек занимали блоки аппаратуры «Дельта-Р» («Р» — «ракетная» часть системы, а установленная на носителе именовалась «Дельта-Н») с антенной, вынесенной назад для лучшего приёма сигналов. Тут же находился трассер, позволявший следить за полётом ракеты с большого расстояния. В средней части изделия размещался твердотопливный двигатель с двумя соплами, выводившими газы по бокам корпуса, а в энергетическом отсеке — аккумуляторная батарея и воздушный баллон, питавший пневматические рулевые машинки. Поражение разнотипных целей обеспечивала 108-кг комбинированная боевая часть, обладавшая кумулятивным и осколочно-фугасным действием. При прямом попадании Х-23 гарантированно уничтожала любую бронетехнику, включая тяжёлые танки с бронёй толщиной до 250 мм, фугасный удар и град из полутора тысяч готовых кубиков-осколков вызывали сплошное поражение слабозащищённых целей в радиусе 40 м.
К концу 1967 г. опытное производство «Звезды» собрало первые 10 ракет Х-23 (изделие 68). Их заводские испытания шли с декабря 1967 по конец 1968 г. Отработка конструкции и системы наведения шла параллельно с доводкой самого МиГ-23, позднее в качестве носителя Х-23 были приняты и другие фронтовые самолёты. На МиГ-23Б в связи с перекомпоновкой по сравнению с истребителем «Дельта-Н» была вынесена в отсек центроплана, под которым в обтекателе разместилась её передающая антенна. Государственные испытания Х-23 завершились осенью 1973 г. В следующем году её приняли на вооружение.
Требованиями оговаривалось использование на МиГ-23Б встроенных средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ), предназначавшихся для противодействия РЛС ПВО и радиолокационных прицелов истребителей противника. Станция индивидуальной защиты СПС-141 «Сирень-1ФШ» обеспечивала создание активных помех радиотехническим системам наведения зенитной артиллерии и управляемым ракетам класса «земля — воздух» и «воздух — воздух». Фиксируя облучение вражеской РЛС, станция автоматически определяла их рабочую частоту и мощность, а затем, работая по принципу ретранслятора, наделяла сигналы помеховой модуляцией, усиливала их и переизлучала в переднюю полусферу. Эхо-сигнал от самолёта скрывался среди ложных отметок, сбивая наведение. «Сирень» могла комплектоваться в разных исполнениях, различавшихся литерами частотных диапазонов и позволявших перекрыть широкий спектр рабочих частот РЛС противника. Приёмные антенны станции разместили в каплевидных обтекателях в нижней части фюзеляжа, прозванных «ушами», а передающая антенна находилась под пластиковым «носком» над окном лазерного дальномера.
На МиГ-23Б предполагалось в дополнение к станции предупреждения об облучении СПО-10 «Сирена-3М» установить аппаратуру СБ-1 «Барьер», обеспечивавшую не только обнаружение работы РЛС противника (в передней полусфере), но и указание точного направления на них. Две широкополосные антенны «Барьера» размещались в носовой части под большой нижней панелью с радиопрозрачной вставкой. Однако эта станция ещё доводилась и в результате на первых опытных образцах МиГ-23Б она и другие средства РЭБ не устанавливались, хотя отсеки под аппаратуру, довольно значительные, были предусмотрены ещё на макетной стадии.
В обязательную комплектацию самолёта входили также средства определения принадлежности к своим вооружённым силам и опознавания воздушного объекта — радиолокационный ответчик СРО-2М «Хром» и самолётный ответчик СОД-57М.
Государственные испытания МиГ-23Б проводились параллельно с испытаниями истребителей МиГ-23, начавшимися в конце 1969 г., и поэтапно продолжались в течение четырёх лет. Первый их этап проводился на базе ЛИИ в Жуковском, где был задействован практически весь персонал ЛИДБ ОКБ, насчитывавший тогда около 400 человек. Испытания МиГ-23 шли тяжело — сказывались техническая новизна и сложность самолёта, особенности бортовых систем и вооружения. Пришлось преодолевать проблемы с помпажем, штопором, недостаточной прочностью конструкции. Прямо в воздухе развалился самолёт лётчика-испытателя А. Г. Фастовца, которому удалось катапультироваться из потерявшей крыло машины. Спустя шесть месяцев предположительно из-за «плавающей» неисправности кислородной системы при скоростном полёте в разрушившемся МиГ-23 погиб испытатель М. М. Комаров.
Испытания истребителя-бомбардировщика шли значительно легче — всё же нет худа без добра, и опережающее решение многих проблем на истребителях упрощало ход доводки МиГ-23Б, где основные задачи сводились к отладке бортового оборудования и вооружения. Вместе с тем, проблемы с крылом, свойственные ранним «двадцать третьим», не миновали и МиГ-23Б. Недостаточно прочные консоли самолёта «32–24/1» пришлось усиливать накладками по поясам лонжеронов и кессону. Крыло с «зубами» предполагалось оборудовать отклоняемыми носками, способствовавшими сохранению несущих свойств на больших углах атаки, особенно на взлёте и посадке, и улучшавшими управляемость по крену. Однако конструкция тонкого крыла с механизированной передней кромкой оказалась сложной в производстве, и по экономическим соображениям от носка решили отказаться, ограничившись только увеличением площади консолей. Несущие и манёвренные характеристики действительно улучшились, однако появилась тенденция к срыву потока и сваливанию на больших углах атаки из-за уменьшившейся относительной толщины профиля, что осложнило взлёт и посадку. Часто это проявлялось в виде неустойчивости по крену, когда самолёт начинало раскачивать на небольшой высоте. Тем не менее крыло пошло в производство и завод выпустил 140 консолей такого типа, устанавливавшихся и на первых МиГ-23Б.