Серийный выпуск начался в 1979 г. на авиазаводе в г. Горьком.
Целевое оборудование позволяет использовать истребитель-перехватчик МиГ-31 автономно, в составе группы из однотипных самолетов или в качестве самолета-лидера для управления действиями истребителей (МиГ-23, МиГ-25, МиГ-29, Су-27 или Су-15). Самолет оснащен импульсно-доплеровской РЛС СБИ "Заслон" с фазированной антенной-решеткой (ФАР) большой мощности. Максимальная дальность обнаружения цели ЭПР 16м2 — 200 км, дальность сопровождения цели класса самолет ДРЛО — 120 км, класса истребитель — 90 км в передней полусфере и, соответственно, 120 и 70 км в задней полусфере. РЛС позволяет обнаруживать и сопровождать до 10 различных целей и одновременно наводить УР на четыре цели. Истребитель МиГ-31 оснащен теплопеленгатором, позволяющим скрыто осуществлять поиск и применять оружие, а также действовать в условиях интенсивных радиоэлектронных помех. Использование цифровой системы закрытой связи АПД-518 обеспечивает обмен радио­локационной информацией в группе из 4 самолетов МиГ-31, удаленных до 200 км, и наведение на цель группы истребителей, имеющих менее совершенное БРЭО. Использование системы АПД-518 обеспечивает скрытую атаку цели истребителем МиГ-31 при слежении за целью другим истребителем, находящимся на безопасном удалении от самолетов противника и транслирующим радиолокационную информацию на атакующий самолет. Навигационное оборудование включает радионавигационные системы "Тропик" ("Лоран", точность определения координат-0,13-1,3 км на дистанции 2000км) и "Маршрут" ("Омега", точность определения координат — 1,8-3,6 км на дистанции 2000-10000 км). Обеспечивается возможность использования самолета на арктическом ТВД.
Самолет оборудован тележечным шасси, допускающим эксплуатацию с грунтовых ВПП. Имеется система дозаправки топливом в полете с выдвижной штангой.
В начале 1992 года на вооружении войск ПВО стран СНГ находилось более 200 истребителей- перехватчиков МиГ-31. 24 самолета этой серии были поставлены Китаю.
В 1992 году был выпущен истребитель-перехватчик МиГ-31М.