从1965年3月16日到1977年10月21日，米格-25共打破和创造了8项飞行速度世界纪录、9项飞行高度世界记录和6项爬高时间世界记录。 1973年初，美国空军部长罗伯特·西曼斯曾称米格-25可能是当时“世界上在生产中的最好的截击机”。但米格-25在当时对西方来说还是一个谜。

米格-25的研制主要是为了对付美国研发中的XB-70“瓦尔基里”轰炸机与A-12/SR-71“黑鸟”高空高速侦察机，这种侦察机的最高速度同样达到3马赫，普通的截击机根本无法追上更遑论跟踪监视拦截，只有米格-25可以轻松的尾随在SR-71的后面随时监视其航向，并在其有不轨举动时提出警告。

五十年代末开始设计，原型机于1964年首次试飞，1969年开始装备部队。总产量约1200架左右，其中60%是侦察型，30%是截击型，10%是双座教练型。除在前苏联空军中服役外，还向利比亚、叙利亚、阿尔及利亚、印度、伊拉克等国出口。

该机在设计上强调高空高速性能，曾打破多项飞行速度和飞行高度世界纪录，可在24000米高度上以M2.8的速度持续飞行，最大飞行速度达M3.0，是世界上闯过“热障”（M2.5）的，有人驾驶的，全大气层内飞行的，正式交付使用的，仅有的三种飞机之一（另两种是美国的SR-71和俄罗斯的米格31）。

据米高扬设计局的型号副总设计师列.格.申格拉娅透露，米格-25的预研工作是在1958和1959年进行的。当时美国空军正开展M=3(马赫数，三倍音速)的战斗机F-108和轰炸机B-70的研制。