GSh-6-30的威力相当于A-10的GAU-8机炮，具有极大的杀伤力，但由于后座力太大，米格设计局废了很大劲才将其集成在米格-27上。说起来加特林机炮是典型的美式武器，但在苏联已经存在很长的使用历史，早在19世纪沙俄就仿造出了高希可夫加特林机枪。
米格-27换装了新的PRnK-23导航-攻击系统，计算方式从模拟式升级为数字式，其投弹精度在远高于老式“雄鹰”-23S的同时还减轻了飞行员负担。该机还换装了ASP-17VG-1平显/瞄准具，除此之外的航电不变。米格-27的每侧翼套根部都增加了向上发射的6发箔条-红外干扰弹发射器。
1972年11月17日瓦列里·门涅斯基驾驶第一架米格-27原型机首飞。1973年末西伯利亚伊尔库茨克GAZ-124国家工厂开始生产米格-27，1975年该机进入苏联前线空军服役，北约代号“鞭笞者-D”，到1977年共制造360架。
苏联前线空军的米格-27机队
米格-27K 鞭笞者-J2
接下来出现的改进型号是米格-27K，该机一开始被称为米格-27BK，除航电升级外在其他方面与米格-27一致。
米格-27K安装了新型PrNK-23SK导航-攻击系统，处理器计算能力更为强大。此外还用“海雀”-23激光目标指示器取代了“背景”，前者与大多数西方同类产品一样具有旋转转塔，在锁定目标后可无需飞行员介入自动保持跟踪。
米格-27K最大的改进是海雀”-23激光目标指示器，能支持发射先进制导武器。图中这架挂载了Kh-29T电视制导反舰导弹
挂载4枚Kh-25激光制导导弹的米格-27K
米格-27K的“海雀”-23激光目标指示器机鼻
米格-27K还使用SPO-15L“白桦树”雷达告警接收机取代“警笛”，为此在翼套前缘根部有明显鼓包。这些鼓包事实上起到了边条的作用，带了来增加大迎角飞行稳定性的额外好处。米格-27K早期批次的在进气口下方安装有天线。
米格-27K的座舱仪表
米格-27K安装了改进型“紫丁香”干扰机，型号可在SPS-141、SPS-142、SPS-143中选择，每种型号覆盖不同的频率。在实际使用中米格-27K编队会配备齐三种干扰机实施宽频干扰。“紫丁香”干扰机使米格-27K的机鼻有明显的凸起。
米格-27K还具有新型导航和助降设备、雷达高度表、飞行数据记录仪、自动驾驶仪，仪表仪器也得到了改进，并更换了IPP-2-53平显。
从米格-27K开始，“鞭笞者”攻击机真正具备了精确对地攻击能力
米格-27K的新型激光/光学瞄准系统可以引导苏联新一代激光制导武器——KAB-500L 500千克激光制导炸弹、Kh-25ML（北约代号AS-10“克伦人”）和Kh-29L激光制导空地导弹，还有新一代电视制导武器——KAB-500Kr电视制导炸弹和Kh-29T电视制导空地导弹。除此之外米格-27K还可以在前机身右侧挂架上挂一个“暴风雪”定位吊舱，支持Kh-25MP（北约代号AS.12“击球手”）反辐射导弹以及后继型号Kh-27PS的发射。
Kh-27PS和“暴风雪”定位吊舱
挂载Kh-31P反辐射导弹和定位吊舱的米格-27K。注意米格-27K翼套根部的鼓包，起到了小边条的作用
除了机鼻上方的“紫丁香”鼓包和翼套前缘根部的“白桦树”鼓包外，米格-27K的空速管也从米格-27的机鼻左上方移到了机鼻左侧，机鼻右侧安装仪表着陆系统天线。新航电系统大幅增加了米格-27K的重量，为此不得不拆除了座舱两侧装甲。苏联前线空军认为使用防区外发射武器可降低对飞行员的保护，不过这个想法在80年代的阿富汗战争中被证明是错误的，部署在该地区的米格-27M（米格-27K的简化型）还是装回了座舱装甲。为了补偿重量的增加，阿富汗的米格-27M拆除了翼套上的Delta-NM和照相枪短舱，反正可以通过外挂数据链吊舱发射Kh-23。
1974年12月30日阿维亚德·法斯特涅兹驾驶米格-27K原型机首飞。由于航电套件非常复杂拖延了研制进度，该机直到1980年才通过苏联空军审核，由伊尔库茨克工厂制造了197架。米格设计局曾提出在米格-27K基础上研制一种无武装侦察型——米格-27R，该机机鼻将安装照相机、在座舱后安装红外行扫描器和电子情报套件，此外还可能外挂侧视雷达吊舱，不过最终没被采纳。米格-27K的北约代号是“鞭笞者-J2”，这就引出了一个问题：前面的“鞭笞者-J”是谁？
伊尔库茨克工厂制造的米格-27K一直有着很好的质量口碑
米格-27M 鞭笞者-J
实际上“鞭笞者-J”反而是米格-27K的派生型，由于K型的航电过于复杂，所以米格设计局设计了该机的简化型——米格-27M。可能由于情报的不准确，北约赋予米格-27M“鞭笞者-J”的代号。米格-27M保留了K型的电子对抗套件，如“白桦树”雷达告警接收机和“紫丁香”干扰机，换装了更简单更便宜的PrNK-23M导航-攻击系统，该系统围绕着“枫树”-PM激光指示器/测距仪设计。
第一架米格-27M原型机，该机是米格-27K的简化型
米格-27M的“枫树”-PM激光指示器/测距仪视窗
米格-27M可挂载除KAB-500L激光制导炸弹外所有米格-27K的弹药，在外观上除了机鼻外形和米格-27K完全一样。1976年4月一架改装自米格-27的米格-23M原型机首飞，1978年西伯利亚乌兰乌德工厂开始批生产，1982年停产时共制造了162架。
正在加力起飞的米格-27M生产型
米格-27M的产量非常有限，但1982年苏联空军决定把大部分米格-27升级到M型标准并略微改进导航系统，编号米格-27D（“D”表示改进之意），到1989年改装了约300架。米格-27D更受部队的欢迎，因为伊尔库茨克工厂的产品品质明显高于乌兰乌德。
升级到米格-23M标准的米格-23D
印度是唯一按许可证制造米格-27M的国家，80年代中期苏印双方签订协议由印度斯坦航空公司（HAL）生产该机。HAL使用伊尔库茨克提供的套件组装的第一架飞机在1986年1月11日首飞，最终生产了165架米格-27M，头50架使用伊尔库茨克提供的散件制造，后续飞机逐步提高了国产化率。这些飞机有时也被称为米格-27ML，于1996年交付完毕，该机的航电经过简化并安装印度指定的设备。米格-23ML也是最后制造的“鞭笞者”。
HAL组装的首架米格-23ML
印度米格-27ML，座舱两侧的装甲板清晰可见