在一次高速飞行中偏转副翼时因机翼严重扭转而出现副翼反效，飞机坠毁，试飞员丧生。查明原因后规定在高速下不用副翼，改用差动平尾进行操纵。但因全动平尾的转轴位置安排不当，在个别飞行状态下助力器的功率不足，再次机毁人亡。经分析后将平尾转轴向前缘移动了140毫米。

正是由于高达3.2马赫的高速度，为了保证机体能够承受住高速带来的高温，米格-25大量采用了不锈钢结构，但这样的高密度材料却给米格-25带来了更大的重量和更高的耗油量，在其突破3马赫高速飞行时油料不能支撑太久，而且机体本身的高重量也一定限制了其载弹量，因此，米格-25只是一架能够高速运行的战斗机，在真正的与F4鬼怪等同时代先进战机作战时仅仅有一定的速度优势，而这一点也在日后的实战中被验证。

米格-25装备苏军初期由于其极高的性能参数，一直为西方世界所关注，西方甚至以此推测苏联的军用航空制造技术已经领先于世界。直到1976年9月6日苏军飞行员别连科中尉驾驶米格-25叛逃日本，西方世界才真正揭开了该机神秘的面纱。美日专家把米格-25完全拆解后运到东京以北100多公里的百里空军基地，经过彻底的检查，该机70%的部件是不锈钢，虽然极限速度很高，但是技术性能并没有想像中那么可怕，从整体性能上说仅仅相当于美国的F-4“鬼怪”战斗机。与美国当时正在研制的F-15“鹰”和F-16“战隼”战斗机相比更是相距甚远。

但是不管怎么说，苏联工程师能用相对落后的技术生产出某方面性能突出的战机，某些设计理念到如今仍为世人推崇。这也引生出著名的“米格-25效应”，即：事物的内部结构是否合理，对其整体功能的发挥关系很大。结构合理，会产生“整体大于部分之和”的功效；结构不合理，整体功能就会小于结构各部分功能相加之和，甚至出现负值。 

而对苏联来说，米格-25也没有了保密的需要，相继卖给了叙利亚、伊拉克和印度等国。西方对苏联航空技术的无名恐慌也从此被缓和，并确立了信心，70年代后期出现的西方战斗机在服役时间和整体性能上开始超越苏联战斗机。但西方仍为苏联整体系统整合技术的高超而惊叹。这件事还让日本政府在舆论压力下大力改善了空防体系，美国厂商得到大量合同。

米格25在其服役期间击落过各类战机，甚至有消息说第一次海湾战争时期米格25曾击落过美军的F/A-18大黄蜂战斗机。

伊拉克战争中被萨达姆埋于沙丘中的米格-25