Уже в феврале 1970 г. на базе ГНИКИ ВВС в Ахтубинске началось переоборудование опытного самолета Е-155Р-4 в новый вариант Е-155Р-4Б. Эта машина, судя по заводскому №020СА01 (что расшифровывалось, как первая машина первой серии, т.е. «СА», изделия «02»), считалась головным серийным разведчиком. Ее красный бортовой номер «024» означал четвертый по счету экземпляр разведчика – изделия «02». Самолет был оборудован первоначально подкрыльевой, а затем и подфюзеляжной подвеской четырех бомб ФАБ-500М62. На нем уже в марте летчик-испытатель А.Г. Фастовец выполнил первое бомбометание с высоты около 20 км при скорости 2500 км/ч. Ранее ни один самолет в мире не бомбил в подобном режиме. В дальнейшем испытательные полеты выполняли военные летчики А.С. Бежевеци Н.И. Стогов. Руководил работами А.В. Минаев (один из ведущих сотрудников ОКБ, ставший вскоре заместителем министра авиапромышленности).
Как водится, работа вскрыла различного рода недочеты: от элементарно безграмотной пайки электрических разъемов нетермостойким припоем, который расплавлялся в полете, до проблем электромагнитной совместимости бортовых систем. В одном из вылетов в апреле 1970 г. А.С. Бежевцу из-за отказа системы «Пеленг» пришлось лететь на большой скорости дольше расчетного времени, и это привело к самопроизвольному сбросу бомб. Как выяснилось позже, на балке их подвески обнаружилась зона, нагревавшаяся выше расчетной температуры, в результате чего сработал пиротехнический отталкиватель. После этого случая пришлось разработать новые термостойкие пиропатроны. Естественно, при полете с бомбовой подвеской потолок самолета несколько уменьшился. Для компенсации этого явления решили увеличить площадь верхней стенки воздухозаборника. Испытания доработанного Е-155Р-4Б подтвердили, что желаемого эффекта удалось достигнуть.
В декабре 1970 г., после завершения Госиспытаний Е-155Р-4Б, было принято решение о срочном переоборудовании по его образцу нескольких самолетов из строевых частей и о проведении их контрольных испытаний с участием военных пилотов. В это время в Горьком выпуск чистых разведчиков прекратили и приступили к выпуску разведчиков-бомбардировщиков. Хотя в процессе контрольных испытаний самолета периодически возникали отказы бортового вычислителя, инерциальной системы. Случились и летные происшествия, но в целом они завершились благополучно, и самолет был рекомендован к принятию на вооружение.
В ходе серийного производства (с самолета №02022077) максимальная бомбовая нагрузка возросла до 5000 кг (10 бомб ФАБ-500М-62: шесть – под фюзеляжем и четыре под крылом с использованием тандемной подвески на балочных держателях МБДЗ-У2Т). Однако вскоре выяснилось, что такая загрузка является чрезмерной: машина резко теряла в высотности и скорости из-за возросших массы и лобового сопротивления. Тогда нагрузку ограничили 4 т. В процессе производства отказались также от топливных баков в килях. Для прицельного бомбометания и автоматического сброса бомб по заданным координатам на МиГ-25РБ и всех последующих его модификациях использовалась комплексные прицельно-навигационные системы «Пеленг-Д», «Пеленг-ДР» или «Пеленг-ДМ». МиГ-25РБ выпускался в течение двух лет, а все ранее построенные разведчики были дооборудованы бомбовым вооружением и уже ничем не отличались от МиГ-25РБ.
Противорадиолокационная ракета Х-58У
Подкрыльевой и подфюзеляжный бомбовые держатели МиГ-25РБ
Одновременно с решением о создании МиГ-25Р было принято решение о разработке варианта самолета с аппаратурой детальной радиотехнической разведки «Куб-3», получившего наименование МиГ-25РБК. Эта аппаратура позволяла определять координаты излучающих средств, большое количество параметров излучения и оперативно передавать данные на наземный пункт, а также распечатывать на борту для последующего анализа. Вес оборудования для детальной радиотехнической разведки измерялся сотнями килограммов, а его размеры были таковы, что пришлось основательно переделывать нос самолета. Опытный экземпляр (переделан из МиГ-25Р №0305, бортовой номер «305») был построен летом 1970 г., успешно прошел Государственные испытания в 1971-73 гг. и был запущен в серийное производство, которое продолжалось в Горьком до 1980 г.