在冷战期间，为了能够顺利完成侦查和驱逐美军SR-71侦察机的任务，苏联米格设计局利用不锈钢机身成功研发了米格-25超音速侦察机。虽然这款“先进”的战机拥有超过3马赫的最大航速和2万多米的最大升限，但是在飞行控制方面和动力系统损耗上仍然被苏联空军所诟病，甚至出现过飞行一次更换一次发动机的案例。所以米格-25虽然拥有超过3马赫的飞行速度，但是其飞行员最大速度只能保持在2.83马赫左右，尽可能的保护飞机发动机不会受到巨大的损耗。
不过，苏联空军希望米格设计局能够重新研发一款新型高空高速的战斗机来取代米格-25，最好是可以在米格-25战机的基础上进行升级改造，这样可以减少战机的技术研发风险和性能的可靠性。从1968年开始，米格设计局就在米格-25的基础上研发新一代高空侦察机，这款飞机后来被定义为截击机，在苏联解体之后成为了俄罗斯空军的主力战机。在1975年米格-31战机正式进行首飞，而在1982年正式装备苏联防空军部队。米格设计局一共生产约500架米格-31战机，这些战机大部分都装备俄罗斯空军，属于主力防空作战力量。
军事专家介绍，米格-31战机属于全球第一款装备无源相控阵雷达的战机，这款雷达的最大探测距离可以达到200公里，可以同时锁定10个目标并且对其中最具备威胁的4个目标发射AA-9远程空空导弹进行攻击。因为苏联在电子领域技术的落后，所以米格-31战机的雷达发射功率非常大，苏联空军规定米格-31战机在100米高度以下不允许打开雷达，因为雷达功率号称可以将数百公里外的野兔烤熟。在2010年，俄罗斯空军完成对米格-31战机的升级改造，新型米格-31战机安装玻璃化座舱、，手不离杆飞行控制杆和新型火控系统，可以发射俄罗斯研发的反舰导弹和反辐射导弹，强化了抗电子干扰能力。
按照俄罗斯的说法，米格-31战机主要是针对敌方高空高速的目标，如侦察机和战斗机，因为2.25马赫的巡航速度足以完成对俄罗斯庞大领空的监视。但是俄军内部人员透露，米格-31战机真正的作战目的是猎杀敌方的预警机。凭借高强度的机身设计和2台大推力涡扇发动机，其理论速度可以达到3马赫，持续时间为10分钟。再配合新型A-12远程空空导弹，可以在敌方预警机进行拦截之前突破敌军的防御体系，击落敌方的预警机。
