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.