Пушечная установка, от огня которой часто страдали посадочные фары, с самолёта № 61912556185 получила ограждение стволов в виде двух стальных щитков по бокам. В строю ранее выпущенные машины подверглись такой доработке по бюллетеню № 23/25-137ДК. С самолёта № 61912522041 хвостовые держатели вооружения были оборудованы замками Д3У-1А (вместо Д3У-1), на которые разрешалась подвеска боеприпасов до 500 кг. С их использованием максимальное число «пятисоток» на МиГ-27 повысилось до восьми, а общая боевая нагрузка, с учётом того, что некоторые бомбы этого калибра имели большую действительную массу, а также включения в нагрузку самих держателей, составила 4400 кг.
Начиная с машины № 61912530017 ввели комплексный контроль ПрНК-23 с помощью переносной системы КСК-23, подключавшейся к самолёту через бортовые разъёмы. Вместо комплекса навигации КН-23 с машины № 61912525060 стали устанавливать усовершенствованный КН-23-1 с курсовертикалью ИКВ-1, в которой вместо дававших большую погрешность датчиков воздушных параметров была задействована связь с системой воздушных сигналов СВС-М-72-3, подключённой также к ПрНК, САУ и РСБН.
В ходе серийного выпуска МиГ-27 с № 61912545020 получили доработанные узлы поворота крыла, а с № 61912561300 — модифицированные закрылки. Вносились и другие, более мелкие изменения.
На МиГ-23БН датчик углов атаки ДУА-3М, смонтированный по левому борту, доставлял неудобство в эксплуатации, мешая доступу к оборудованию, а при снятии крышки отсека его флажок легко было повредить. На МиГ-27 он был перенесён под козырёк фонаря (сдвинут назад от своего первоначального положения), а затем продублирован парным датчиком по правому борту, чтобы система для уменьшения погрешности использовала осреднённое значение параметра.
От серии к серии блоки ПрНК постоянно совершенствовались, что позволяло постепенно расширять возможности комплекса. К примеру, самолёты, оборудованные блоками прицельно-навигационного комплекса 4-го этапа, помимо прочего, дополнительно обеспечивали вылет как со своего, так и с любого из запрограммированных аэродромов без повторного ввода координат.
Массовое поступление МиГ-27 в ВВС потребовало более серьёзно заняться изучением его штопорных характеристик и связанных с этим особенностей работы двигателя. Эти проблемы уже доставили немало хлопот при освоении истребителя МиГ-23. Стоило ему перейти в скольжение, чтобы начался срыв потока в затеняемом фюзеляжем воздухозаборнике, за которым следовал его помпаж, тут же перекидывавшийся на двигатель. Помпаж носил лавинообразный характер и развивался настолько стремительно, что температура газов скачком за секунду возрастала на 150° — 200°, грозя прогаром турбины. Чтобы не сжечь двигатель, его требовалось мгновенно выключить. Однако строевые лётчики не успевали справляться с ситуацией (случай сам по себе являлся нештатным). В ответ конструкторы, помимо автоматики отсечки топлива АОТ, оснастили двигатель противопомпажной системой СПП, для защиты от перегрева ограничивавшей подачу топлива в критической ситуации. Но на небольшой высоте выключение двигателя было рискованным — могло не хватить времени для повторного запуска.