Добиться поражения крупного боевого корабля «по типу А» (с потоплением цели) для МиГ-27 было проблематично не только из-за ограниченности вооружения, но и из-за необходимости действовать в зоне поражения мощной корабельной ПВО. Однако вывод их из строя (поражение «по типу В») оценивался как вполне реальный, хотя и требовал значительного наряда сил с учётом неизбежных потерь при прорыве к цели. Наступательных возможностей МиГ-27 вполне хватало, чтобы нанести значительный ущерб даже большому кораблю: попадание фугасной «пятисотки» давало изрядную пробоину и внутренние разрушения, а ракеты С-24 разносили борт и отсеки небронированной цели, чего с избытком хватало для десантного корабля или транспорта.

Во время пусков ракет на полигоне у острова Суурпаки в Финском заливе летом 1983 г. служившая целью баржа не дотянула до конца стрельб. Отработав по ней, очередной лётчик из 88-го апиб докладывал: «Мишень булькнула, только пузыри остались, надо ставить новую».

На Ладоге летом 1984 г. при выполнении пушечной атаки по надводной цели молодой лётчик 722-го полка перепутал и вместо баржи-мишени открыл огонь по находившемуся неподалёку кораблю управления. Не помогли ни флаги расцвечивания, ни сигнальные дымы — пушечной очередью его буквально развалило на части, на борту погибли командир, руководитель полётов и несколько офицеров.

Работа над морем часто осложнялась меняющейся погодой. В Дальневосточном округе при тактическом бомбометании по морским целям 11 июля 1987 г. были потеряны сразу два МиГ-27Д из 300-го апиб. На полигоне в сахалинском заливе Анива цели закрывала облачность с нижней кромкой до 400 м. Лётчикам, старшим лейтенантам С. Ю. Чуневу и М. Г. Князеву, пришлось пробивать облака, чтобы обнаружить мишени, но ведущий не заметил, что ошибся на 1000 м с выставлением высоты. Круто снижаясь, пара вынырнула из облаков и в пикировании ушла в воду.

Оправдывая истребительное предназначение, КБП ИБА предусматривал боевое применение МиГ-27 по воздушным целям. Тактика поневоле носила ограниченный характер — на самолёте отсутствовали полноценный радиолокационный прицел и теплопеленгатор, необходимые современному истребителю, из-за чего оговаривалось, что МиГ-27 пригоден только для борьбы с «ограниченно манёвренными воздушными целями при визуальной видимости». Перехваты выполнялись только днём и при хорошей видимости, с помощью наведения с земли до сближения с целью, ограничиваясь визуальной атакой в заднюю полусферу.

«Целью» обычно служил свой же напарник, с которым лётчики приходили в пилотажную зону и после размыкания пары выполняли поочёредно атаки друг по другу, тренируясь в маневрировании, боевых заходах и прицеливании. Помимо применения управляемых ракет, учились атаковать огнём из пушки и пуском НАР типа С-5М. Прицеливание по воздушной цели выполнялось с помощью ПрНК или неподвижной сетки прицела С-17ВГ-1. В одном таком случае 16 мая 1988 г. в 940-м апиб молодой лейтенант А. И. Аничкин по оплошности открыл стрельбу на сходящихся курсах по МиГ-27М ведущего, капитана В. А. Кочнева. Самолёт командира звена получил попадание в правую консоль, но отделался небольшими повреждениями и сел на своём аэродроме.