Była ona wyposażona w radar RP-25 Smiercz-2A i aparaturę automatycznego naprowadzania na cel oraz przenosiła cztery pociski R-40.
W listopadzie 1976 roku władze zdecydowały o modernizacji wyposażenia myśliwca i w 1978 roku pojawiła się wersja MiG-25PD (D od dorabotannyj – dopracowany). Miała ona radar Sapfir-25 o lepszych parametrach i mogła przenosić także pociski bliskiego zasięgu R-60 dla samoobrony. W latach 1979–82 podczas remontów doprowadzano do tego standardu samoloty MiG-25P, noszące oznaczenie MiG-25PDS. Istniały też nieliczne odmiany MiG-25PDSG z aparaturą zakłócającą walki elektronicznej oraz MiG-25PDZ z instalacją do tankowania powietrzu. Wersje myśliwskie produkowano do 1984 roku.
Wersja MiG-25PU była dwumiejscową nieuzbrojoną wersją szkolno-treningową, analogiczną do wersji MiG-25RB, z drugą kabiną instruktora umieszczoną niżej w przebudowanym nosie kadłuba zamiast radaru. Produkowano je od 1971 roku.