大小和成本迅速高涨。第三代战斗机将空对空飞弹作为标准武装之一，并且在越战、六日战争与印巴边界冲突当中使用，这些使用经验对于飞弹系统本身多是负面的评价，不过飞弹的重要性以及发展的方向逐渐在各国受到重视，打下日后的基础。前两代的发展当中，单一用途的拦截机与战斗轰炸机进展至此，受惠于各项系统的进步，尤其是雷达与航电的功能以及效能，使得第三代的战斗机开始趋向多任务，多用途的路线。此代的战机以F-4、F-5、MiG-25 为主要代表。