O primeiro voo do protótipo Ye-155MP (um Mig-25Mp convertido) foi em Setembro de 1975, tendo sido desenhado para exectutar missões de intercepção a altas velocidades e a grandes distâncias. Muito semelhante ao Mig-25, o Mig-31 difere em aspectos importantes no trem de aterragem, nos motores mais desenvolvidos, incluindo tomadas de ar maiores e exaustores mais longos. A versão defensiva do Mig-31 inclui um radar Zaslon, capaz de detectar e fixar quatro alvos simultaniamente a 120Km de distância.