Оправдывая истребительное предназначение, КБП ИБА предусматривал боевое применение МиГ-27 по воздушным целям. Тактика поневоле носила ограниченный характер — на самолёте отсутствовали полноценный радиолокационный прицел и теплопеленгатор, необходимые современному истребителю, из-за чего оговаривалось, что МиГ-27 пригоден только для борьбы с «ограниченно манёвренными воздушными целями при визуальной видимости». Перехваты выполнялись только днём и при хорошей видимости, с помощью наведения с земли до сближения с целью, ограничиваясь визуальной атакой в заднюю полусферу.

«Целью» обычно служил свой же напарник, с которым лётчики приходили в пилотажную зону и после размыкания пары выполняли поочёредно атаки друг по другу, тренируясь в маневрировании, боевых заходах и прицеливании. Помимо применения управляемых ракет, учились атаковать огнём из пушки и пуском НАР типа С-5М. Прицеливание по воздушной цели выполнялось с помощью ПрНК или неподвижной сетки прицела С-17ВГ-1. В одном таком случае 16 мая 1988 г. в 940-м апиб молодой лейтенант А. И. Аничкин по оплошности открыл стрельбу на сходящихся курсах по МиГ-27М ведущего, капитана В. А. Кочнева. Самолёт командира звена получил попадание в правую консоль, но отделался небольшими повреждениями и сел на своём аэродроме.

Манёвренности и скорости МиГ-27 вполне хватало для атаки бомбардировщика или транспортного самолёта, пушка позволяла вести прицельный огонь с дальности 200–1200 м, а рекомендованная дистанция пуска НАР составляла 400–1200 м. Залп ракет из пары блоков дождём накрывал цель (стоит напомнить, что С-5 в своё время были разработаны не только для штурмовки, но и для вооружения истребителей и оценивались как эффективное средство поражения самолётов в плотном строю).

Для использования ракет Р-3С, Р-13М и позднее Р-60 переключатель выбора оружия выставлялся в положение «УР». Атака также выполнялась визуально: на цель накладывалось перекрестие неподвижной сетки прицела, и после загорания лампы «Пуск разрешён» и жужжания зуммера в телефонах лётчика нажатием на боевую кнопку производился пуск. Уйти от ринувшейся к противнику Р-60 было трудно: её ГСН имела широкое поле зрения, а управление не упускало цель, маневрирующую с перегрузками до 8 единиц.

Борьба с воздушным противником для МиГ-27 рассматривалась в основном как оборонительная, но в некоторых полках самолёты с «противовоздушной» зарядкой несли и боевое дежурство. Причиной было некоторое ослабление системы ПВО в результате реформ начала 1980-х гг. (особенно на юге страны), вынудившее привлечь к подобным задачам и часть сил ИБА. Не претендуя на возможности соседей-перехватчиков, МиГ-27 вполне могли противостоять в воздушном бою китайским истребителям, не говоря уже об устаревших бомбардировщиках Ту-16 и Ил-28 ВВС НОАК. В Талды-Кургане и Жангизтобе МиГ-27 дежурного звена несли полный боекомплект к пушке, пара машин оснащалась ракетами Р-60, другая пара могла нести блоки НАР. Такое сочетание вооружения расширяло возможности, позволяя бороться и с самолётами-нарушителями, и с воздушными шарами. Дежурство в системе ПВО несли и МиГ-27 из 266-го апиб в Монголии, причём в 44-м авиакорпусе для этих целей выделяли и боевые вертолёты Ми-24.

После выполнения задания садится МиГ-27Д 2-й эскадрильи 134-го апиб. Самолёт доработан установкой блоков выброса помех БВП-50-60 в обтекателях на фюзеляже. Афганистан, аэродром Шинданд, ноябрь 1988 г.

К середине 1980-х гг. заводы сдали ВВС последние МиГ-27. К этому времени их эксплуатация была наиболее массовой, а боеготовность — самой высокой. Советские ВВС достигли тогда своего наибольшего могущества и представляли собой грозную силу, которая внушала уважение союзникам и опасения противникам. МиГ-27 занимал в ней должное место — самолётами этого типа были укомплектованы 17 авиаполков, для поддержания боеготовности которых хватало всего — и техники, и топлива, и личного состава. 120–150 ч налёта тогда были обычным делом для лётчика (причём, чтобы стимулировать налёт, определяющий выучку, в зависимость от него ставились выплаты и поощрения). Повседневная боевая учёба с отработкой упражнений чередовалась с манёврами, демонстрировавшими возможности и уровень подготовки авиации.

Доля ударных сил, представленных ИБА, БА и ША (штурмовая авиация в этот период находилась на стадии развёртывания; первый полк штурмовиков был образован лишь в 1981 г.) в округах, зависела от их значения и роли соответствующего направления. Если авиационные объединения внутри страны могли вообще не иметь истребителей-бомбардировщиков, ограничиваясь учебными и инструкторскими полками, то передовые силы по приграничным округам насчитывали до пяти-семи полков ИБА, включавших 200–300 самолётов и обычно имевших смешанный состав из МиГ-27 и Су-17. Так, в Московском округе вся ИБА была представлена одним калининским 274-м апиб на Су-17М4; во «втором эшелоне» Киевский и Одесский округа имели по одному полку на МиГ-27 — 88-й апиб, переброшенный в Канатово из Прибалтики в августе 1984 г., и 642-й гв. апиб в Вознесенске, получивший первые МиГ-27М в конце 1979 г. «Унитарными» по составу являлись истребительно-бомбардировочные соединения в Закавказье и Среднеазиатском округе, где дивизии комплектовались одним типом машин: образованная в декабре 1984 года в Средней Азии 34-я адиб и 36-я адиб в Закавказском округе имели по три полка на Су-17.

На Дальнем Востоке и в Забайкалье к середине 1980-х гг. соотношение МиГ-27 и Су-17 соответствовало их общей численности в ИБА, составляя 2:3 — в Забайкалье и 1:4 — на Дальнем Востоке в пользу «сухих». В Прикарпатье 289-я адиб в 1984 г. включала два полка, оснащенных Су-17М2 и Су-17М3, и один, вооруженный МиГ-27 и Миг-27К (236-й апиб в Чорткове). Белорусская 1-я гв. адиб состояла из двух полков, летавших на МиГ-27, МиГ-27М и МиГ-27К (940-й апиб в Поставах и 911-й апиб в Лиде) и одного на Су-7Б (305-й апиб, Поставы). В Ленинградском округе все три истребительно-бомбардировочных полка были отдельными, не входящими в дивизии, и подчинялись непосредственно штабу авиационного объединения — 66-й апиб на МиГ-21СМТ, 67-й апиб на Су-17М2 и лидерный 722-й апиб на МиГ-27 и «кайрах» (с 1985 г. этот полк эксплуатировал только МиГ-27, а позднее МиГ-27Д).

В Казахстане 129-й апиб из Талды-Кургана, передав часть своих МиГ-27 соседям в Жангизтобе, получил с завода новенькие «эмки», а в 1983–1984 гг. «простые» МиГи, остававшиеся в 3-й эскадрилье, прошли доработку в МиГ-27Д на АРЗ во Львове и иркутском авиазаводе. В мае — июне 1988 г. «дэшки» были сданы в 134-й апиб, и полк стал «эмовским». Лётчикам двух полков из Казахстана довелось принять участие в афганской войне: в октябре 1988 г., уже «под занавес» кампании, три эскадрильи сборного состава под началом подполковника В. Маркелова направили в Афганистан. Базой для боевой работы служил аэродром Шинданд. Вылеты производились по целям в южных и западных районах страны с использованием различных авиабомб, преимущественно с больших высот, пушка и какие-либо иные средства поражения не применялись. «Афганские» МиГи для защиты от ПЗРК прошли доработку установкой сверху фюзеляжа четырёх кассетных держателей (по два тандемом) системы выброса пассивных помех БВП-50-60. Каждая кассета снаряжалась пятнадцатью ИК-патронами ППИ-50-1, отстрел которых выполнялся в ручном режиме при обнаружении пуска ракеты по самолёту или при атаке наземных целей одновременно со сбросом бомб. Боевая работа МиГ-27 продолжалась до последних дней января 1989 г., когда их вернули домой вместе с выводимыми из Афганистана советскими войсками.