米格-23SM保留了R-27F2-300发动机，增加了一个可挂载800升副油箱的机腹中线“湿”挂架。米格-23SM的垂尾和平尾后移，后缘从米格-23S的位于尾喷管之前后移到尾喷管之后，大大增加了背鳍面积，从而加大了垂尾总面积，显著改善了偏航稳定性。此外米格-23SM还增大了减速板，并在表面增加了两道加强筋。
米格-23SM的最大改进在于机翼，由于翼面积过小导致米格-23S即使在机翼全部展开起降时也像块砖头。米格-23SM的新型2型机翼增加了20%翼面积，由于增加的面积位于机翼前缘，所以在翼根与翼套的交界处形成了巨大的锯齿。新机翼的后掠角增加了2度40分，也就是说从米格-23S的16、45、72度预设后掠角分别增加到18度40分、47度40分、74度40分，不过在座舱说明和手册中还是沿用了老的后掠角数值。由于面积的增加，2型机翼取消了前缘襟翼，简化了制造工艺。
米格-23S和米格-23UM使用的1型机翼
后期型米格-23使用的3型机翼，与2型机翼相比恢复了前缘襟翼
米格的所有上述努力都是为了让米格-23能堪用，但结果再次让人失望。米格-23SM的可靠性仍然不佳，操控性还是很糟糕。举例来说，米格-23SM在大迎角时翼根锯齿会产生流过机身上表面的涡流，破坏了稳定性。米格共制造了约100架米格-23SM，在作战部队服役的时间同样短暂，1978年该机被转为训练用途并规定了飞行机动限制。
米格-23的后掠翼变化机构
米格-23M 鞭笞者-B
米格设计局的工程师们在压力之下继续埋头于米格-23的改进。1972年6月首飞米格-23M（北约代号“鞭笞者-B”）成为第一种完整规格的生产型飞机，1973年开始服役。米格-23M的主要改进有两处，一是换装图曼斯基R-29-300发动机，最大推力8345千克，加力推力11565千克。二是采用新的3型机翼，恢复了前缘襟翼，因为事实证明2型翼取消前缘襟翼是个错误。
米格-23M原型机，挂载6枚R-60空空导弹，机身使用了双联挂架
米格-23M还有其他一些改进，在外翼段下方增加了一对可挂载两个800升副油箱的挂架，不过挂架是固定的，所以在飞行中机翼必须保持在最小后掠位置。引入了SAU-23A三轴飞控/自动驾驶仪系统、“飞行”1l-23导航系统、以及飞行员急需的座舱盖后视镜。米格-23M后期批次换装具有“零-零”弹射能力的KM-2弹射座椅。
米格-23 3型机翼可以挂载的PTB-800 800L副油箱
刚下线的米格-23M 02号
米格-23M早期批次仍沿用蓝宝石-23L（RP-23L）雷达，后期批次安装蓝宝石-23D（RP-23D），最终安装的是蓝宝石-23DIII（RP-23DIII）雷达，早期出厂安装蓝宝石-23D的米格-23M后来也升级了新雷达。蓝宝石-23DIII雷达是一种脉冲多普勒雷达，可以从地面杂波中识别并攻击低空飞行的目标，该雷达的下视下射能力正是苏联空军所急需的，米格-23M是第一种具有该能力的苏联战斗机。
米格-23M换装了R-29-300发动机
安装蓝宝石-23D雷达的米格-23M可发射新型R-23R（北约代号AA-7“顶点”）半主动雷达制导空空导弹，这种导弹相当于美国的AIM-7“麻雀”，使米格-23具有了超视距空战能力。R-23R还派生了R-23T红外制导型，米格-23M的两个翼套挂架可各挂载一枚R-23R/T，两个机身挂架可各挂载一枚R-60（北约代号AA-8“蚜虫”）红外制导格斗弹，米格-23M后期批次引入了双联“蚜虫”挂架，这样共可挂载4枚格斗导弹。在对地武器方面，除了常规的炸弹和火箭巢外，米格-23M的机身挂架还可以通过安装一个特殊适配器挂载一枚战术核弹。
米格-23M还安装了“天蓝”-SMA自动数据链引导系统，该系统是米格-21截击型“天蓝”-1数据链的改进型。“天蓝”-SMA系统与“天空”-1M与地面控制拦截网络联网后，飞行员可在平显下方的一个特殊面板上看到数据链传来的爬升角度和航向，根据这些信息操纵飞机就行了。同时“天蓝”-SMA还有备份的音频系统提示飞行员何时开加力、何时发射导弹等，飞行员只要机械照做就行了，听话就是硬道理。抗干扰数据链能使米格-23沿着航线截击目标，如果在攻击中使用IRST和R-23T红外制导空空导弹的话，那么目标在被击中前都不会察觉已被盯上。
米格-23M后期型改用了镂空翼套挂架
米格-23M/MF后期型尾部的变化
尽管米格-23M有大幅改进，但在很多地方还是不尽如人意。主要问题是苏联空军的飞行员和地勤一时难以适应这种空前复杂的飞机，此外该机的敏捷性和大迎角操控性还是一如既往地糟糕、从机身挂架发射空空导弹还是易导致发动机熄火。虽然薄弱的机翼转轴限制了米格-23M的机动性，不过该机的高速性能、现代化雷达和空空导弹仍是苏联空军急需的。可以这么说：米格-23M不是合格的狗斗战斗机，却是优秀的截击机。
米格-23M双机编队
米格-23MF 鞭笞者-B
米格-23MF是米格-23M的简化航电出口型，北约代号“鞭笞者-B”。华约国家装备的米格-23MF非常接近苏军自用版，但古巴、印度和叙利亚购买的MF型就是实实在在的“猴型”了，有的甚至没有蓝宝石-23雷达。
波兰空军的米格-23MF，下机挂载两枚R-23R和4枚R-60M导弹，上机机身安装的就是APU-60-2双联空空导弹挂架
米格-23MS 鞭笞者-E
米格-23MS是进一步简化型，出口给阿尔及利亚、埃及、伊拉克、利比亚、叙利亚。该机居然安装米格-21S使用的RP-22SM雷达，雷达罩明显改短，还取消了IRST。米格-23MS不能发射最先进的空空导弹，只能挂载R-3S、R-13M和R-3R，北约代号“鞭笞者-E”。米格-23M/MF/MS的总产量约1300架。
出口埃及的米格-23MS“猴型”
米格-23S与米格-23MS机身和机翼之间的区别
米格-23S与米格-23MS后机身和尾机翼之间的区别
米格-23MS和米格-23M之间的机鼻区别
米格-23ML 鞭笞者-G
米格设计局的工程师们一直没有放弃治疗米格-23，这次推出的米格-23ML的改进重点集中在使机身更轻、更坚固，并大幅提高可靠性上面。1975年1月21日米格的阿维亚德·法斯托费兹驾驶米格-23ML原型机首飞，该机迅速得到量产，北约代号“鞭笞者-G”。
米格-23ML原型机127号