После испытаний, проводившихся в 1976–1977 гг. на авиационном заводе в Улан-Удэ, начался серийный выпуск МиГ-27М, продолжавшийся слета 1978 г. по декабрь 1984 г. По большому счёту, с выпуском «эмок» мог справиться и иркутский авиазавод, но директор Г. Н. Горбунов спешил с запуском в серию самолёта четвёртого поколения Су-27УБ, а мощностей на выпуск сразу двух машин предприятию не хватало. Именно поэтому производство МиГ-27М передали в Улан-Удэ, куда по межзаводской кооперации из Иркутска поставляли элементы планера.

Выбор для выпуска МиГ-27М завода в Улан-Удэ был обусловлен большой загрузкой прочих предприятий, занятых «микояновской» продукцией: московское «Знамя труда» продолжало выпускать МиГ-23 и, обеспечивая значительные поставки этих машин, осваивало МиГ-29; завод в Иркутске, помимо «двадцать седьмых», собирал спарки МиГ-23УБ, а горьковский «Сокол» был полностью загружен производством МиГ-25 и МиГ-31. Впрочем, подобная ситуация была характерна и для других предприятий «оборонки», все больше наращивавших производственные мощности под растущий из года в год госзаказ, достигший пика в 10-ю и 11-ю пятилетки (1975–1980 гг. и 1980–1985 гг.).

В 1978 г. завод в Улан-Удэ начал сборку МиГ-27М, параллельно продолжая выпуск Ми-8; он являлся единственным предприятием советского авиапрома, производившим одновременно и самолёты, и вертолёты.

Первые МиГ-27М комплектовались сварными крупногабаритными агрегатами планера, поставлявшимися с ТМЗ. Затем для обеспечения расширявшегося производства, было принято решение развернуть их выпуск на месте. В Улан-Удэ отстроили собственный «баковый» цех, освоивший сварочное производство и снабжавший этими конструкциями как свой завод, так и иркутский. В ходе производства на «эмках» были внедрены новшества, подсказанные опытом эксплуатации: крышки люков доступа к оборудованию носовой части, крепившиеся на винтах и снимавшиеся при работе, теперь стали откидываться вверх на петлях и фиксироваться в открытом положении, упрощая обслуживание самолёта. Всего в 13 сериях в Улан-Удэ было изготовлено 146 машин, в том числе одна для статических испытаний и одна в «экспортном» исполнении для подготовки лётчиков ВВС Индии.

Испытания и эксплуатация новой машины показали, что МиГ-27М по своим возможностям значительно превосходит МиГ-27 и не уступает по многим показателям «Кайре». ОКБ подготовило предложение о повышении эффективности уже выпущенных МиГ-27 путём доработки — способом, более экономичным, чем привычный подход, при котором на смену устаревшей модификации разворачивался выпуск новой. Масштабная модернизация предусматривала внедрение нового комплекса оборудования, обеспечивавшего машине широкие возможности. Этот путь уже хорошо зарекомендовал себя на МиГ-25ПДС, где доработка техники в строевых частях обеспечила качественное улучшение самолёта.