Самолёт получил оговоренное заданием бронирование кабины лётчика (на первых машинах оно не устанавливалось). Испытывались различные варианты бронезащиты, включая сталь, титан, высокопрочные алюминиевые сплавы и их комбинации, сочетавшие слои различных материалов. В конечном счёте выбрали сталь, технологичную и обеспечивавшую достаточную защиту от пуль стрелкового оружия и осколков. Чтобы не менять сложившуюся компоновку и конструкцию «двадцать третьего», бронеплиты вынесли наружу, «сбив» фаски по краям, придав им тем самым обтекаемую форму. Девятимиллиметровые накладные бронелисты крепились к фюзеляжу на болтах с потайной головкой с помощью специальных коробочек и фитингов. Для защиты от вторичных осколков, при попадании в броню откалывавшихся с её тыльной стороны, бронеплиты устанавливались на борта фюзеляжа с небольшим воздушным зазором с пластиковыми прокладками по контуру.
На втором этапе к государственным испытаниям присоединился НИИ ВВС. Если первые истребители МиГ-23 вызывали массу нареканий, то МиГ-23Б лётчики приняли с одобрением, и истребитель-бомбардировщик получил в целом положительную оценку. Отмечалось, что возможности КИГ позволяют выполнять взлёт и посадку на меньших скоростях и углах атаки, чем у других машин, что упрощает освоение самолёта лётчиками — взлётно-посадочные режимы напоминают ту технику, к которой они привыкли во время обучения в училищах на тренировочных машинах. В числе достоинств назывались продуманность бортового оборудования, облегчавшего работу лётчика, высокая степень его автоматизированности, весьма эффективным сочли прицел АСП-17С. При атаке наземной цели подвижная прицельная марка автоматически отклонялась на вычисленные углы упреждения в продольном и боковом направлении, отрабатывая текущие параметры полёта и указывая точку на земле, куда в данный момент упали бы бомбы или пришлась пушечная очередь или залп НАР. Точность атаки позволял повысить отличный обзор, дававший запас времени на прицеливание и устранение ошибок (у Су-17 первых моделей объёмистая носовая часть быстро накрывала цель, и на прицеливание оставались секунды). Вместе с тем, отмечалось, что МиГ-23Б в пилотировании несколько сложнее Су-17, который «прощал» летчику многие ошибки и самостоятельно выходил из ряда опасных режимов.
МиГ-23Б легко разгонялся, выходя на сверхзвук, и на высоте достигал скорости 1800 км/ч. У земли он мог выполнять сверхзвуковой полёт со скоростью до 1350 км/ч (это значение являлось предельным по скоростному напору и нагрузкам), а с 3000 кг бомб — до 1000 км/ч. Перегоночная дальность с тремя подвесными баками ПТБ-800 на десятикилометровой высоте, наивыгоднейшей по расходу топлива, составляла 2110 км. При определении дальности полёта на малой «боевой» высоте А. В. Федотов на МиГ-23Б с заправкой только внутренних баков преодолел маршрут Жуковский — Ахтубинск, пройдя на высоте 600 м более 1000 км. Практический радиус действия самолёта с тремя ПТБ-800 и тонной бомб (две ФАБ-500М-62) на двухсотметровой высоте составлял 610 км, с трёхтонной бомбовой нагрузкой (шесть ФАБ-500М-62) — 400 км.