“鞭笞者”攻击机的服役与作战
与米格-23战斗机开始服役时还带有测试评估性质不同，较成熟米格-23/27攻击机迅速进入一线服役。该机坚固耐用，性能优良，妥善率和事故率都让人惊喜。
正在编队起飞的苏联空军米格-27M
在阿富汗战争中，苏联空军主力“运泥巴战斗机”是苏-17，再投入米格-27的话会增加后勤复杂性，所以该机直到1988年才进入阿富汗。苏军在阿富汗信丹德空军基地部署了一个团的米格-27，装备36架米格-27M和4架米格-23UB双座教练机，部署米格-27M的部分目的是对该机进行作战评估。到1989年初苏联撤军前，米格-27M执行的多是危险性较小的高空轰炸任务。实战结果表明米格-27的可靠性较好，座舱装甲非常实用，但大载弹量和尖端设备却在阿富汗无用武之地。苏军攻击机在战争中单次出击的载弹量很少超过1吨，而且也很少使用精确制导武器。
典型的苏联宣传照，在米格-27D前阅读报纸的飞行员们
不过米格-27也暴露出了缺陷，GSh-6-30机炮在实战中并不实用。尽管这种机炮具有强大的威力和雷鸣般的动静，但高达6.05吨的后座力有破换飞机结构的可能。尽管该炮的射速已经降低到4000发/分，但对于对地攻击来说还是太高。米格-27的着陆灯在机炮射击时总是会被震坏，所以地勤一般会在射击训练前把着陆灯拆掉。米格-27在夜间射击训练后就只降落在有灯光照明的机场了。GSh-6-30在持续射击30发后就会因过热而出现引燃上膛弹药的危险，机炮维护起来也相当麻烦，炮管非常容易腐蚀。相比之下苏-25的双管30毫米GSh-30机炮更适合近距支援任务。
苏军的防化演习，防化兵们正在对米格-27M进行消洗
GSh-6-30机炮是一种杀敌三千自损八百的武器，高后座力和震动会导致米格-27的机身出现裂纹，而且是在主油箱部位
由于米格-23BN出口数量较多，所以该机频繁出现在地区军事冲突中，如阿富汗亲苏政府、利比亚、阿尔及利亚、安哥拉的BN。安哥拉的米格-23BN最初由古巴飞行员驾驶，后改为雇佣飞行员。70年代伊拉克使用米格-23BN轰炸了库尔德武装分子营地，随后该机参加了两伊战争。印度空军的米格-23BN在轰炸查谟和克什米尔分离主义分子的作战中被击落一架。2009年印度空军的米格-23BN全部退役。
米格设计局在80年代用一架米格-27研究了舰载技术，该机在安装了拦阻钩后进行了地面高速滑跑拦阻测试，其目的是为了研制米格-23舰载战斗机改型，不过苏联海军最终选择了米格-29舰载型。苏联解体后，俄罗斯空军由于经济困难退役了米格-23/27攻击机，仅保留苏-24战斗轰炸机和苏-25攻击机。有人质疑这个决定的合理性，因为米格-27仍是是极具费效比的打击平台。
挂载三个副油箱转场的苏联空军米格-27D
苏联解体后，几个前苏联加盟共和国瓜分了其境内的米格-27。哈萨克斯坦把米格-27作为白天战斗机使用，挂载R-60M/AA-8“蚜虫”空空导弹。乌克兰获得了约49架米格-27，但没有装备自己的空军而是在2000~2001年卖给了斯里兰卡，在合同中甚至包括了雇佣乌克兰飞行员。斯里兰卡的米格-27迅速投入到了轰炸泰米尔猛虎组织的作战中，2001年一架米格-27被击毁在地面，之后又有另外两架因事故而坠毁。
80年代初美国从埃及购买了几架米格-23MS和米格-23BN进行评估并进行了异机种空战训练。1991年一名古巴飞行员驾驶米格-23BN叛逃佛罗里达，该机的下落不知所踪。
美国空军“红鹰”中队操作的米格-23MS
90年代末，米格设计局为米格-23BN和米格-27推出了升级包，其中包括发动机、航电、座舱方面的改进，并且能发射最新的武器，但同样无人问津。1999年印度决定升级相对低龄的米格-27M机队，由HAL和班加罗尔国防航空电子研究所合作实施，第一批升级数量为40架，最终数量可能多至135架。
印度米格-27M的升级主要集中在航电方面，当然也需对机身延寿以服役到2020年。航电升级包括：印度苏-30MKI和“美洲虎”攻击机使用的核心航电计算机、以色列埃尔比特平显、数字地图系统、视频录像机、飞行规划系统、法国萨基姆公司的双色多功能显示器、带GPS接收机和环形激光陀螺的萨基姆导航系统、印度产的保密通讯系统和备份无线电、雷达高度表、以色列拉斐尔公司的“利特宁”瞄准吊舱、云顿VICON 18侦察吊舱。
这次升级没有考虑改进发动机，升级后的米格-27M可以发射种类繁多的西方现代化精确制导武器。2004年3月25日艾诗特·梅达上校驾驶第一架完成改进的米格-27M首飞，2006年改进后的米格-27M开始服役，2009年初第一批40架飞机完成改装。
涂有纪念涂装的印度米格-27ML升级型