הדגם החדש – המיראז' 3, מספר זנב 001 (שכונה בצורה בלתי רשמית בלזק – Balzac) עלה לאוויר ב-30 בינואר 1956. בטיסת הניסוי העשירית שלו, המטוס הגיע למהירות של מאך 1.52 בגובה 38,000 רגל (11,600 מטר) ובצלילה מתונה הגיע למאך 1.6. בגלל ביצועים מאכזבים אלו מהנדסי דאסו החלו לחפש שיפורים אפשריים לרכיבי ההנעה של המטוס, ספציפית לכונסי האוויר של המטוס. באותו זמן הם כללו רק מפריד זרימה, אבל זה לא הספיק ולכן המהנדסים שילבו בכל כונס מעין חצי חרוט שהותקן בשפת הכונס הישרה, הפנימית יותר בכונסים החצי מעוגלים. החצאי חרוט, שכונו בצרפתית עכברים (souris), תוכננו לנוע קדימה ואחורה ונשלטו בדגם הניסוי ידנית על ידי הטייס. השינוי הזה, יחד עם דגם חדש יותר למנוע האטאר 101G2 שיפרו את ביצועי המטוס משמעותית והוא יכל בטיסה ישרה להגיע למהירות של מאך 1.56 ללא רקטה, ועם רקטת האצה הגיע למאך 1.8.
המיראז' 3 גם נבחן על ידי הלופטוואפה לדרישות למטוס טקטי חדש והתחרה מול ה-F-104, וה-F11F-1F אבל למטוס לא הייתה חליפה של מערכות מבצעיות, ולכן המטוס יכל להיבחן רק על איכות הטיסה שלו. מקרה זה הביא את דאסו לחשוב על אופציות להפוך את המטוס לרב-משימתי ולא להתאימו רק ליירוט.
מיראז' 3A ו-3C.
חיל האוויר הצרפתי התרשם מביצועי המטוס החדש והזמין 10 מטוסים טרום-סדרתיים וכללו מספר שינויים שחיל האוויר דרש. כמו הוספת מקום למערכת המכ"ם ובקרת הירי של המטוס, שדרש הארכת גוף המטוס, הגדלת מוטת הכנפיים, ואיתה שינוי בעובי הכנף ובצורה האווירודינמית שלה. המנוע הוחלף באטאר 09B שהפיק 6,000 קילוגרם כוח (13,225 ליברות). כמו כן חוזקו כני הנסע של המטוס והוסף מצנח בלימה בזנב המטוס בשביל לאפשר המראה ונחיתה משדות מאולתרים. בגלל כל השינויים הללו הדגם החדש כונה מיראז' 3A. עשרת המטוסים הטרום-סדרתיים שימשו לניסוי ופיתוח מערכות שונות. ראשון המטוסים הטרום-סדרתיים המריא ב-12 במאי 1958. באוקטובר אותה השנה המטוס הגיע למהירות מאך 2 בישרה ואופקית ללא רקטות האצה כלל.
מיראז' 3B היה כבר בשלב זה תוכנן כמטוס אימון דו-מושבי ולכן מטוסי קרב החד-מושביים מהייצור הסדרתי כונו מיראז' 3C. ישראל באותו הזמן בחנה את המטוס לצרכיה ודרישותיה היו למטוס שדמה יותר למטוס קרב-הפצצה מאשר מיירט, המשימה לה המיראז' פותח.
מיראז' E ו-R.
עם ייצורם של מטוסי מיראז' 3A הראשונים, חיל האוויר הצרפתי התרשם לטובה מביצועי המהירות והגובה, אך מצאו כי הטווח שלו ואמינות מערכות האוויוניקה לקו בחסר. חברת דאסו הגדילה את המיכלים הנתיקים, ואף יצרה מיכלים נתיקים ששילבו כוורות של רקטות, אבל כל אלה נחשבו לפתרונות ביניים. בעוד אמינות האוויוניקה שופרה עוד בדגמים האחרונים על ידי החלפת שפורפרות הואקום המיוצרים מגרמניום בטרנזיסטורים, שיפור הטווח של המטוס דרשו שינויים משמעותיים בגוף המטוס. דאסו החלו לבחון שיפורים אלו יחד עם הדרישות של חיל האוויר הצרפתי למטוסי תקיפה וצילום חדשים.
הגוף הוארך ב-30 סנטימטר וכך כונסי האוויר של המנוע, שבדגמים מוקדמים יותר התחילו עוד בתוך התחום של החופה של תא הטייס, עכשיו התחילו בקו קצה החופה. זה הגדיל את הגודל של של תא האוויוניקה. המוטות של כני הנסע הראשיים הוטו מעט קדימה בשביל לאפשר התקנת מכלי דלק מוגדלים בגחון, או פצצת אטום בכוח של 15 קילוטון מדגם AN52. כנפי המטוס חוזקו בשורשם ואפשרו לו לטוס בקרבת הקרקע עם חימוש כבד יחסית.כמו כן שולב המנוע אטאר 09C-3 שהפיק 6,200 קילוגרם דחף (13,670 ליברות) עם נצילות דלק משופרת. במנוע זה נחיר הפליטה, שלפני זה כלל שני דשים מעוגלים, עכשיו כלל מבנה עם דשים מרובים שמאפשרים שליטה טובה יותר בגאומטריה של הנחיר. בדגם זה גם הותקן מערכת ניווט דופלר הצופה מטה לתיקון סחיפה האופיינית למערכות ניווט אינרציאליות. כמו כן הותקן מכ"ם משופר בעל מודי אוויר-אוויר ואוויר-קרקע ואף מיפוי קרקע. מטוס האב-טיפוס לדגם זה שסומן מיראז' 3E טס לראשונה באפריל 1961.
באותו הזמן (שנת 1960) בהתאם לדרישת חיל האוויר הצרפתי דאסו גם תכננה את דגם הביון של המיראז' 3. מבחינת האוויוניקה בדגם זה לא נכללו אף אחד מהשיפורים שהוצעו בדגם E, ולכן המטוס הוגבל למשימות צילום יום בלבד. מאוחר יותר גם הוצע דגם RD שכלל שכלולים אוויוניים של דגם E - מכ"ם דופלר צופה מטה וכן מצלמה אינפרה אדומה המשפרת יכולת תפעול בלילה ובמזג אוויר קשה.
התפתחות למשפחה שלמה.
מיראז' 4.
בשנת 1956 הוצאה דרישה לפיתוח מפציץ אסטרטגי על-קולי המסוגל לשאת ולהטיל פצצה גרעינית. דאסו נבחרו לתוכנית זאת בשל שהצעתם נחשבה לזולה ופשוטה יותר, בגלל הניסיון עם פיתוח המיראז' 1 ו-2 הדו-מנועיים וההצלחה של המיראז' 3. בהתבססות על שני הדגמים הקודמים דאסו פיתחו את המיראז' 4 שהיה גדול פי 1.5 מהמיראז' 3, עם שטח-כנף גדול פי שתיים, משקל ריק כבד פי שלוש. המטוס הונע על ידי שני מנועי אטאר 09B. כנפי הדלתא של המטוס היו דומות בגאומטריה שלהן למיראז' 3 ומערכת ההיגוי הייתה כמעט זהה, עם התאמות קטנות בלבד. המטוס היה משייט במהירות של מאך 1.85 ובגובה 59,000 רגל.
המטוס טס לראשונה ביוני 1959. כ-60 יחידות של דגם זה יוצרו לטובת הכוח האסטרטגי של חיל האוויר הצרפתי, והוא שירת בתפקיד המפציץ עד שנת 1996. דגם הביון האחרון של המטוס יצא משירות ב-2005.
מיראז' 5.
הקונספט של המיראז' 5 עלה מהצורך הישראלי למטוס תקיפה מהיר, אבל גם בעל חליפת אוויוניקה פשוטה, קיבולת דלק גדולה יותר ויכולת נשיאת חימוש משופרת. ביולי 1965 צוות המהנדסים של דאסו החל לבחון את האופציה הזאת. הם הסיקו שהסרת הציוד האוויוני המשופר מדגם מיראז' 3E יורידו את משקל המטוס ב-454 קילוגרם (1000 ליברות), יאפשר להגדיל את משקל החימוש עד 4,000 קילוגרם (8,800 ליברות), יאפשר הגדלת מכלי הדלק במקום תא האוויוניקה והגדלת קיבולת הדלק במטוס ב-32 אחוז, כל זאת בהוזלה של כ-200,000 דולר במחיר המטוס (בשערים של אז). ישראל הזמינה 50 מטוסי מיראז' 5J ושני מטוסי אימון מדגם מיראז' 5DJ. למרות שמסירת המטוס לחיל האוויר נעצרה, הדגם החדש היה מוצלח למדי במכירות.
מיראז' F1.
המיראז' F1 נולד יחד עם המיראז' F2 בעקבות מחקרים פנימיים בדאסו למטוס VTOL הדומה למיראז' IIIV פרט לכנף משוכה גבוהה. עם התארכות תוכנית מטוס כנף בעלת משיכה משתנה אנגלו-צרפתי (בעקבותיה פותח המיראז' G) המיראז' F1 נראה כחלופה זמנית ראויה. עם מנוע אטאר 9K-50 העוצמתי וכנף גבוהה המטוס הבטיח ביצועי המראה טובים יותר, זריזות גבוהה יותר וקיבולת דלק גבוהה יותר. המטוס טס לראשונה בשנת 1966.
מיראז' 2000.
פותח כמתחרה למטוסי ה-F-16 אחרי ביטול תוכנית פיתוח מטוס קרב צרפתי מתקדם בשנת 1975. והיווה חזרה של חברת דאסו לכנף הדלתא. המטוס היה אל-יציב וכלל מערכת בקרת טיסה מסוג טוס-על-חוט.
ניסויים נוספים.
המראה ונחיתה אנכיים.
בתחילת שנות ה-1960 הלך הרוח בנאט"ו היה כי במלחמה הבאה עם מדינות ברית ורשה, ברית המועצות תתחיל את המלחמה עם סדרה של תקיפות גרעיניות, אלה היו צפויות לסגור או להרוס את מרבית שדות התעופה ובסיסי חילות האוויר של מדינות ברית נאט"ו, ועל ידי כך ברית המועצות תשיג עליונות אווירית בשמי אירופה. בשביל להתמודד עם איום זה נאט"ו פרסמה מפרט AC/169 הדורש סדרת כלי טיס צבאיים הכוללים יכולת המראה ונחיתה אנכיים שיוכלו לפעול מכמעט כל שטח פתוח, ללא צורך בשדות קיימים או מאולתרים. מפרט AC/169a דרש מטוס קרב המסוגל להגיע למאך 2. AC/169b היה מפרט למטוס תקיפה וביון עם יכולת תקיפה גרעינית.
חברת דאסו הציעה תכנון שכינתה מיראז' IIIV וממשלת צרפת החליטה להשקיע בו. בגלל שהמנועים שתוכננו להיכלל במיראז' IIIV עדיין לא היו מוכנים הוחלט להתחיל את ניסויי הטיסה עם המטוס מטוס הניסוי הראשון של המיראז' 3 מספר זנב 001, שכונה בצורה בלתי רשמית בלזק. המטוס עבר הסבה, בה הותקן בו מנוע בריסטול אורפיאוס BOr 3 הקטן יותר עם דחף של 2,200 קילוגרם. בשני צידי המנוע הותקנו שני זוגות של מנועי עילוי אנכי מדגם רולס-רויס RB108-1A עם דחף של 980 קילוגרם כל אחד. רמפות נפתחות של כונסי האוויר הותקנו בגב המטוס ודלתות פליטה בגחונו. המטוס כונה רשמית בלזק V וביצע את טיסת הריחוף הראשונה שלו באוקטובר 1962, כאשר המטוס קשור ומעוגן לבטיחותו. במרץ 1963 המטוס ביצע את הטיסה הראשונה בה הוא חווה מעבר מריחוף לטיסה קדמית. בינואר 1964 המטוס התרסק בעת הנמכה בריחוף וטייסו נהרג. לאחר שיפוץ המטוס הוא חזר לטיסות ניסוי בפברואר 1965 וחווה התרסקות קטלנית נוספת בספטמבר אותה השנה. באותו הזמן המיראז' IIIV היה קרוב להשלמה ולכן הבלזק V לא שופץ בשנית.בזמן זה המנוע החדש שיועד למיראז' IIIV – ה-SNECMA TF-104B, עבר ניסויים במטוס מיראז' 3T, שביצע את טיסת הבכורה שלו ביוני 1964. המנוע החדש היה למעשה מנוע טורבו מניפה של פראט אנד ויטני TF-30 שיוצר ברישיון. זמן קצר לאחר מכן ה-TF-104B הוחלף במנוע TF-106 שהפיק 9,000 קילוגרם דחף. מנוע הטורבו-מניפה המוקדם היה לא אמין, בעיקר בהמראות. המטוס המשיך לטוס עד סוף התוכנית בשנת 1970.