早在苏联时期，“米格”-31的深度升级工作就展开了。1984年，米高扬设计局拿出“米格”-31M截击机方案，它装备新型机载电子设备、发动机和武器，可以有效拦截隐身飞机和低空飞行的巡航导弹，它是苏联军事航空研发领域的巅峰之作，关于它的资料一直处于保密状态。
与他国同类战机相比，“米格”-31M的优势如下：首先，在速度方面，它要比各国同型战机快500千米/小时；其次，机载R-37远距空空导弹的挂载装置为半埋式，根本不影响飞机的气动布局，确保其最大速度达到3000千米/小时，高度达到2~2.2万米，如果在超音速状态下飞行，可以飞得更远，而在悬挂类似导弹的情况下，外国同型战机的速度将会低于2000千米/小时，高度也会比“米格”-31M战机低3000~5000米，这样它们在发射导弹时传递给导弹的能量就会比“米格”-31M小，结果导致导弹的飞行距离少了三分之一，这就让“米格”-31M在格斗时占据优势，可以在敌机导弹打击范围之外先发制人。然而“米格”-31M截击机并未投入量产，原因是为这些战机提供发动机的彼尔姆发动机工厂被美国人收购了，他们不为俄军战机提供发动机了。
