МиГ-23БН был промежуточным вариантом, мало удовлетворявшим и создателей, и заказчика. Военные требовали повышения боевой эффективности самолёта, уступавшего аналогичному по назначению Су-17М как по боевой нагрузке и ассортименту средств поражения, так и по ряду лётно-технических характеристик, включая взлётно-посадочные качества и простоту пилотирования. Машина нуждалась в качественном улучшении. Комплекс мер по её совершенствованию предполагал движение в трёх направлениях: конструктивные улучшения самого самолёта, внедрение нового оборудования и усиление вооружения. Радикальный путь одновременного внедрения новшеств в большую часть систем и агрегатов противоречил обычной практике постепенного улучшения машины по принципу «не более одного серьёзного нововведения в очередной модификации». Это правило было проверено временем — не раз случалось, что технический риск применения множества ещё «сырых» новинок бесконечно затягивал доводку машины. Но в данном случае рассчитывать на успех конструкторам позволяла как уверенность в собственных предложениях, так и отлаженное сотрудничество со смежниками, готовившими необходимое оборудование и системы.

Новый самолёт получил наименование МиГ-23БМ и шифр «32–25». Главным конструктором по машине оставался Г. А. Седов, его первым заместителем назначили переведённого с МАПО М. Р. Вальденберга. Изменения по самолету и двигателю учитывали опыт эксплуатации всего семейства «двадцать третьих». Многие новшества в конструкции «32–25» нашли применение даже раньше, чем на истребительных вариантах, и впоследствии были использованы при разработке модификации МиГ-23МЛ.

Первые два опытных образца самолёта «32–25» строились на базе МиГ-23Б с двигателями АЛ-21Ф-3. Машины подверглись значительным переделкам, наиболее заметным из которых стало изменение конструкции воздухозаборников и шасси. Возросшая масса отрицательно сказывалась на взлётных качествах самолёта. Одной из причин продолжительного разбега являлось также избыточное лобовое сопротивление машины, стоявшей на земле под значительным углом. Со стороны МиГ-23БН выглядел «волочащим задницу по бетону». Устранить этот недостаток решили наиболее простым способом, без вмешательства в конструкцию планера.

Чтобы уменьшить лобовое сопротивление, самолёт расположили на земле почти горизонтально. Для этого основные стойки шасси наклонили, развернув в вертикальной плоскости и опустив колёса на 175 мм. Сопротивление на взлёте уменьшилось, машина стала энергичнее разгоняться и быстрее отрываться от земли.

Расчётная взлётная масса без вооружения для МиГ-23БМ возросла на полтонны, составив 16 070 кг (у МиГ-23БН — 15 570 кг). Поэтому потребовалось усилить стойки шасси и амортизаторы, изменить крепление рычажной подвески стоек, а чтобы выполнить требование о возможности базирования на грунтовых аэродромах, пришлось увеличить размер основных колёс. Но поскольку их диаметр однозначно диктовался габаритами ниш, где они размещались при уборке, вместо колёс КТ-150Д размером 840×290 мм использовали тормозные колёса КТ-153 того же диаметра, но увеличенной более чем на четверть ширины, — 840×360 мм. Для борьбы с нагревом при торможении их оборудовали встроенными в ступицу электровентиляторами охлаждения с двумя режимами работы — «зима» и «лето». Шасси изменённой конструкции и новые колёса придали самолёту своеобразный облик: разворот стоек в совокупности с особенностями кинематики привёл к значительному развалу и схождению колёс (подобно популярной тогда машине «Татра»), причём сходство с этим грузовиком усиливали сами толстенькие бочкообразные пневматики. При обжатии амортизаторов после касания земли колёса приобретали нормальное положение. Значительная ширина колёс, выступавших за контуры ниш, потребовала изменить в этом месте обводы фюзеляжа, расширенного между шпангоутами № 20 и № 22, где образовались характерные выпуклые «опупины» (так их «окрестили» сами конструкторы). При убранном шасси и захлопнутых створках перфорированные крышки вентиляторов выглядывали сквозь вырезы наружу.