טיסות הניסוי המתקדמות ובחינות הקבלה של דגמי הביון התבצעו במרכז לניסויי טיסה של חיל האוויר באקטובינסק, המטרה הראשית של טיסות אלה הייתה לבחון את ביצועי מערכות הביון וההשפעות של הטמפרטורה הגבוהה במהלך טיסה, מערבולות, גלי הדף ושכבות הגבול שיכולות להשפיע על איכות התמונה. מבחנים אלה עברו בהצלחה ומערכות הביון A-72 ו-A-70M הראו רזולוציה של 30 סנטימטר ממרחק של 20 קילומטר. כמו כן נבחנו המצלמה הטופוגרפית A/E-10 ומערכות איסוף מודיעין אותות מדגמי SRS-4A ו-SRS-4B.
מטוס סדרת קדם-ייצור השני ה-Ye-155-4 שימש לבחינת מערכות הניווט והטייס האוטומטי, הוא היה גם הראשון שתאם למטוסי סדרת הייצור בתצורה שלו. מערכות הניווט Peleng S ו-Polyot היוו את מרכז הסדרת הניסויים, בעוד המערכת ה-Peleng S לא הראתה בעיות בטיסות, היא דרשה הרבה טיסות לבחינת אופני פעולה, השגת מידע סטטיסטי והתאמת הגבהים בתוך המערכת. מערכת Polyot היוותה את האתגר הגדול במערכת הניווט, בעיקר במחשב הניווט שלה שדרש תיקוני תוכנה רבים. הבעיה הייתה חמורה עד כדי כך שהבוחנים של חיל האוויר הציעו שלא לכלול אותה במטוס. מהנדסי המערכת הצליחו לשכנע את נציגי חיל האוויר שהמערכת תתוקן בהמשך. מטוס הקדם-ייצור השלישי ה-Ye-155-5 התרסק בטיסתו הראשונה ומטוס הקדם ייצור הרביעי הוצב בשדה של חברת התכנון מיג לבחינת התאמות שיכנסו לאחר תחילת הייצור של המטוס. מטוס נוסף יוצר בשביל בדיקות ניחות על הקרקע.
בשנת 1969 הוועדה הממשלתית אישרה את דגם הביון של ה-Ye-155R לייצור סדרתי כ-MiG-25R.
תוכנית הניסוי של מטוסי היירוט.
מטוס הניסוי הראשון גרסת היירוט (Ye155-P) יצא מהמפעל של מיג בקיץ 1964 וטס לראשונה ב-9 בספטמבר. המטוס הזה היה דומה למטוס ה-Ye-155R-3, עם כל השיפורים שהוטמעו בו, אבל כלל הבדלים במבנה אף המטוס. אזור הראדום הותאם לשאת ציוד ניסוי ייעודי לדימוי המכ"ם, וכן מבנה האף כלל שני מנשאים לטילים (בגרסאות הבאות הפיילונים והמנשאים יותקנו בכנפיים) לבחינת הממשק של מערכת החימוש לטיס. דגם הניסוי השני Ye-155P-2 שיוצר גם הוא במפעל מיג היה זהה כמעט לגמרי למטוס הניסוי הראשון המטוס הזה שימש להשלמת בחינות הקבלה של המפעל ולקביעת שיאים.
בשלב הראשוני היה מאמץ לאחד חלקים מבחינות הקבלה של חיל האוויר ושל חיל ההגנה האווירית אבל ההבדלים בין תוכניות הניסוי ודרישות הנתונים המחמירות של חיל ההגנה האווירית שדרש נתונים כמו סטטיסטיקות של סבירות הפלה, נתוני ניווט וכדומה גרמו לדחייה של האיחוד. זה גרם גם להגדלת מספר מטוסי הניסוי ולשינוי בתכנון תוכנית הניסוי. אחד הפערים שהתגלו היה שהשברים ממטוסי המטרה הבלתי מאוישים היו מתפזרים בשטח בגודל של מאות קילומטרים באורך ועשרות קילומטרים ברוחב, הגדול משטח המטווחים האוויריים ברוסיה ועל כן סיכנו תושבים ומתקנים.
בחינות הקבלה המשותפות החלו בנובמבר 1965 על תשעה מטוסי קדם ייצור (Ye155P-3 עד P-11) המטוסים הללו היו זהים ברובם למטוסי סדרת ייצור פרט להוספת מכשור ניסוי בפודים בגחון וסנפירים אנכיים בקצוות הכנפיים שהגדילו את היציבות האופקית כאשר המטוסים נשאו ארבעה טילים. שישה מתוך המטוסים הוצבו במרכז ניסויי הטיסה באקטובינסק ושלושת הנותרים הוצבו בז'וקובסקי. מטוס ה-P-3 היה לראשון בו הותקן מכ"ם ה-Smerch-A אבל לא כל מרכיבי המערכת הותקנו בו, רק במטוס ה-P-6 הותקנה כל החליפה של מערכת המכ"ם. תוכנית הניסוי הושלמה ב-1969 וכללה 1,291 טיסות ניסוי ובחינה, במהלך ניסויי הנשק שוגרו 105 טילים לעבר 33 מטוסי מטרה שונים בגודל ובתצורה.
במהלך תוכנית הניסוי עלו מספר כשלים במטוס. אחד מהם היה עיוות הכנפיים במהלך תמרונים של חמישה ג'י במהירות גבוהה, פער זה דרש עיצוב מחדש של הכנף, במקום זאת היצרן הגביל את המטוס למהירות של מאך 2.83. מעל מהירות זאת הייתה גם ירידה ניכרת ביציבות ויכולת השליטה על המטוס. בשל הכשל הזה טייס אחד נהרג בניסיון שבירת שיא מהירות לגובה ב-30 באוקטובר 1967. ב-26 באפריל 1969 מפקד הלהק הטס של חיל ההגנה האווירית נהרג בשל התפוצצות מנוע בעת המראה.
ב-27 באפריל 1970 בחינות הקבלה הסתיימו ונחתם האישור לכניסה לייצור סדרתי של ה-MiG-25P, הייצור עצמו החל ב-1971. דגמי הייצור הסדרתי כללו מספר שיפורים במשטחים האווירודינמיים כגון הסרת הסנפירים האנכיים בקצוות הכפיים, עיצוב חדש לסנפירים בגחון המטוס, עיצוב חדש לקורות הכנפיים, הוספת יכולת תנועה הפרשית להגאי הגובה, כמו כן שופרו מבנה כני הנסע ושופר המבנה של תאי הדלק הפנימיים. כמו כן מערכת ההנעה החשמלית הוחלפה במנוע עזר (JFS - Jet Fuel Starter).
מאפיינים.
מבנה.
המטוס יוצר ברובו (כ-80 אחוז) מסגסוגות פלדת אל חלד מסוגים VNS-2, VNS-4, VNS-5 ו-SN-3, כ-11 אחוז סגסוגות אלומיניום ו-8 אחוזים סגסוגות טיטניום. גוף המטוס חולק ל-15 מקטעים בין קורות החציץ הרוחביות העיקריות (מתוך 57 קורות סך הכול) הנושאות את העומס ונקראות מסגרות.
כנפיים.
המטוס כלל כנפיים טרפזיות בהתקנת כתף – כלומר גבוה על גבי מבנה המטוס בהשתלבות עם החלק העליון של קורות החציץ. גרסאות הביון והיירוט כללו כנפיים שונות מעט אחת מהשנייה. גרסת היירוט כללה כנף עם מוטת כנפיים של 14 מטר, כאשר גרסת הביון כללה מוטת כנפיים של 13.38 מטר. שתי הגרסאות כללו נקודות התקנה לפיילונים של טילי אוויר-אוויר (בגרסת היירוט) ופצצות (בגרסת הביון). הכנפיים כללו משטחי מאזנות ומדפים, קצוות הכנפיים כללו משקולות שיכוך בצורת סיגר להקטנת פרפור הכנפיים במהירות גבוהה (פרט למספר מטוסי סדרת ייצור מוקדמים שכללו מכל דלק בקצות הכנפיים). הכנפיים כוללים גם תאי דלק נוספים להגדלת הטווח של המטוס.
הנעה.
המטוס מונע על ידי שני מנועי טומנסקי R15B-300, כאשר בדגמים מאוחרים יותר (אחרי דגם PD ו-PDS) השתמשו בדגם R15BD-300 שכלל שיפורים בחטיבת האביזרים של המנוע. שני המנועים הותקנו ממסגרת 9 של המטוס והוטו מעט למעלה ופנימה (אחד כלפי השני) מסיבות אווירודינמיות. בשל כך נוצר מצב בו המפלט של המנוע גדול יותר מהמרחק בין המנועים ולכן היה צריך לייצר מעין חציץ אנכי בין שניהם. כמו כן המנועים מוטים 13 מעלות בגלגול בשביל להקנות גישה נוחה יותר לאחזקה ולפנות מעט יותר מקום בתוך גוף המטוס. בתי המנועים מקוררים על ידי אוויר שכבת הגבול המנוקז מתוך הכונס.
דלק.
המטוס כולל סך הכול עשרה מכלי דלק – שישה מתוכם במבנה המרכזי של המטוס וארבעה בכנפיים (שניים לכל כנף), בדגמי הביון המוקדמים שיוצרו לפני שנת 1970 היו מותקנים שני מכלי דלק נוספים בקצות הכנפיים בנפח של 600 ליטר, אך אלה היו במיעוט. בשל הבדלים בכנפיים בין דגמי הביון והיירוט ישנו הבדל מסוים בקיבולת הדלק – 14,570 קילוגרם ו-15,000 קילוגרם בהתאמה. בכל דגמי הביון ובחלק מדגמי היירוט (החל מדגם PD) הייתה יכולת של נשיאת מכל דלק נתיק בגחון המטוס במשקל של 4,450 קילוגרם דלק.
בקרת טיסה וניווט.
המטוס כולל משטחי ניהוג ראשיים קלאסיים: שתי מאזנות בכנפיים, שני הגאי כיוון על גבי מבנה מייצבי הכיוון, ושני הגאי גובה כמשטח אחיד בזנב המטוס. המשטחים מנוהגים על ידי מערכת משולבת של מוטות סחב-דחף וגלגלות המעבירות את פקודת הטייס למפעילים הידראוליים. הגאי הגובה זזים יחד לטובת שליטה בציר העלרוד ובצורה הפרשית (אחד נגד השני) בשביל לעזור למאזנות בגלגול. ההטייה של משטחי הגאי הגובה מוגבלת אוטומטית ובצורה משתנה בתלות בתנאי הטיסה על ידי מערכת תיאום מכנית.
פרט למערכות ספציפיות שבאות לענות על דרישות משימתיות שונות בין דגמי היירוט והביון, המטוס כלל חליפת מערכות ניווט אחידה, העיקרית בין המערכות הללו הייתה מערכת ניווט ובקרת טיסה מדגם Polyot 1I שעל ידי הסתמכות על משואות "Svod" (ברוסית:"свод" או "קימרון") ו-Doroga (ברוסית:"дорога" או "דרך") לקביעת מיקום גאוגרפי ומשואת כיוון מסלול וזווית הנמכה משולבת Katet (ברוסית: "катет" או "יתר") יכלה להכוון באופן אוטומטי את המטוס לאורך מסלול מוגדר – כולל ארבעה שדות תעופה (שדה אם, ושלושה שדות חלופיים), ולבצע גישה לנחיתה ללא התערבות הטייס עד 50 מטר מהקרע, ועל ידי כך להקטין את העומס עליו ולאפשר לו לתפעל את החימוש. המערכת מנהגת את ההגאים על ידי מפעילי סרוו בצורת מוטות סחב-דחף טלסקופיים. כמו כן בשל הדרישות המחמירות של משימות בגובה רב המטוס כלל מערכת מד גובה מכ"ם לגבהים רמים ומערכת נפרדת לגבהים נמוכים (כאשר ברוב כלי הטיס המתקדמים כלול רק מכ"ם גובה לגבהים נמוכים), כמו כן הותקן חיישן מדידת סחיפה ומהירות בשיטת הדופלר DISS-7 שבעזרתה מערכת ייחוס מצב אינרציאלי AHRS (מדגמים SKV-2N-1 לדגמי ביון ו-SKV-2N-2 לדגמי יירוט שבמהלך שדרוג הוחלפה במערכת SKV-2NL-2) יכלה לפצות על סחיפה האופיינית למערכות אלו.
בגרסת היירוט הייתה קיימת מערכת הכוונה וניהוג מרחוק מדגם Vozdookh שאיפשרה לבקר קרקעי לנהג במטוס מהתחנה שלו.
הידראוליקה.
המטוס כולל שתי מערכות לחץ הידראולי נפרדות – מערכת כללית ומערכת לחץ להיגוי. המערכת הכללית משמשת את אחת הכניסות למפעילים של מערכת בקרת הטיסה וכמו כן את מערכות כני נסע, בלמים בסדיר, מדפים, מעצורי אוויר, מערכת כונסי האוויר (כולל שפות הכונס), היגוי כן נסע אף ודלתות מנוע ה-JFS. מערכת לחץ להיגוי משמשת את המפעילים של מערכת בקרת הטיסה ומערכת בלמים בחירום. כל מערכת לחץ כוללת שתי משאבות לחץ המותקנות אחת על כל מנוע לטובת המשך פעולה סדירה של המערכת במקרה של כיבוי מנוע אחד.
דיחוס, קירור ומיזוג.