Didesain untuk bertempur dengan Valkyrie
MiG-25, yang disebut Foxbat oleh NATO, dibuat untuk menghadapi ancaman pesawat pengebom supersonik Amerika B-58 dan pesawat lain hasil modifikasi B-58 yang mampu menembus pertahanan anti-aircraft dan melancarkan serangan nuklir.

Pesawat tempur-pencegat yang dimiliki oleh Uni Soviet pada saat itu tidak mampu melawan pesawat musuh secara efektif dalam hal kecepatan dan karakteristik kinerja ketinggiannya. Pesawat tempur MiG-21 dan Su-15 yang saat itu beroperasi sama sekali tidak sebanding dengan pesawat pembom strategis Valkyrie XB-70 ataupun pesawat pengintai SR-71 Lockheed berkecepatan tinggi yang memiliki kecepatan meluncur Mach 2.8.
Para perancang MiG-25 sukses meningkatkan kecepatan pesawat hingga 3.000 kilometer per jam dan mencapai batas ketinggian 23.000 meter. Dengan spesifikasi tersebut, karakteristik MiG-25 sebanding dengan Valkyrie. Namun, MiG-25 dan Valkyrie tidak pernah berhadapan satu sama lain karena Valkyrie tidak diproduksi secara massal.
Pesawat pencegat dengan performa unggul
MiG-25 merupakan sebuah inovasi. Rancangan kerangka MiG-25 belum pernah dilihat sebelumnya dalam dunia pesawat tempur. Pesawat ini dilengkapi pipa udara (air intake) lateral berbentuk persegi dengan jalur sirkulasi (intake ramp) horizontal, ekor pesawat kembar dan sayap tipis berbentuk trapesium dengan aspek rasio rendah. Kedua mesin pesawat berada di samping bagian badan belakang. Struktur pesawat tersebut memungkinkan MiG-25 terbang dengan kecepatan sangat tinggih, bahkan memecahkan rekor pada saat itu, serta melakukan manuver canggih untuk pesawat sekelasnya.
Peralatan elektronik yang terdapat pada MiG-25 membuat pesawat ini menjadi pesawat pertama yang dapat diarahkan ke sebuah sasaran dalam mode semi-otomatis. Fitur ini sangat penting mengingat kemungkinan kecepatan mendekat yang bisa diantisipasi. Refleks manusia secara normal tidak akan mampu merespons dengan cukup cepat.
Bahan khusus tahan panas
Dalam kecepatan di atas Mach 2.5, struktur pesawat akan memanas secara signifikan hingga suhu mencapai 300-400°C. Akibatnya, tidak mungkin badan MiG-25 dibuat menggunakan bahan-bahan biasa. Salah satu pilihan bahan untuk badan pesawat ialah titanium, yang merupakan bahan yang digunakan oleh Amerika. Namun, para insinyur Rusia memilih menggunakan baja, yang akhirnya mencakup 80 persen berat total rancangan. Titanium dan campuran aluminium tahan panas digunakan untuk membuat bagian selain badan pesawat.
Pada struktur kerangka pesawat terdapat lima kilometer sambungan las dan 1.400.000 titik las. Hanya ada dua kebocoran bahan bakar kecil yang tidak signifikan yang diketahui dalam jangka setahun pengelasan, dengan panjang las total 450 kilometer. Hal ini menunjukkan kualitas pengerjaan yang sangat baik.
Penggunaan bahan khusus ternyata berdampak hebat secara mengejutkan dan tidak diperkirakan yakni pengelasan dapat dilakukan pada lapis keras (hard standing) itu sendiri.
Masalah pelik bagi Amerika
Pengembangan MiG-25 dan program uji cobanya dilakukan secara sangat rahasia. Pesawat ini pertama kali diperkenalkan kepada dunia pada 9 Juli 1967 dalam sebuah acara penerbangan untuk merayakan Hari Angkatan Udara di Domodedovo. Empat pesawat tempur terbang di atas penonton pada ketinggian rendah. Komentator mengumumkan bahwa inilah pesawat tempur baru yang mampu melesat dengan kecepatan 3.000 kilometer per jam.
Hal tersebut adalah berita besar bagi dunia Barat, dan tentu bukan berita bagus. Rapat luar biasa pun digelar oleh Kongres Amerika Serikat. Rapat tersebut mendukung dimulainya pengerjaan pesawat tempur-pencegat kelas baru F-14 dan F-15. Kedua pesawat ini membawa desain ekor kembar, seperti MiG-25, tetapi memiliki kelemahan dalam kecepatan dan ketinggian.
Pengkhianatan menjadi stimulus modifikasi
Pada September 1976, Letnan Dua Viktor Belenko menerbangkan sebuah MiG-25P dari pangkalan udara di Timur Jauh ke Jepang dan mendarat di Pulau Hokkaido, tempat ia meminta suaka politik. Pesawat itu dibongkar dan dianalisis oleh para ahli Amerika. Satu setengah bulan kemudian, pesawat tersebut dikembalikan dalam wujud terpisah-pisah setelah diminta oleh Kementerian Luar Negeri Soviet.

Pengkhianatan Belenko memberi masalah besar bagi Uni Soviet. Namun, kejadian itu membuka jalan untuk memperbaiki efektivitas tempur pesawat pencegat tersebut. Semua peralatan elektronik pada pesawat diganti karena kemungkinan rahasia pengoperasiannya telah dikenali musuh. Pesawat tempur tersebut lalu dilengkapi dengan sistem pencarian dan pelacakan sasaran yang lebih modern dan diberi nama MiG-25PD.
Ketinggian yang dapat dicapai tak terkalahkan
MiG-25 memegang 29 rekor dunia. Di antara rekor tersebut, terdapat satu yang unik dan belum terkalahkan bahkan hingga saat ini, yakni rekor ketinggian yang dapat dicapai untuk pesawat yang menggunakan mesin jet. Pada 21 Agustus 1977, pilot uji coba Fedotov naik hingga ketinggian 37.650 meter di atas Bumi.