在引进米格-21战机的同时，印度还引进了该型战机的生产线，为此印度还组建了斯坦航空有限公司（HAL）。很多国家引进他国战机生产线一样，最初也是从散件组装起步，然后再慢慢提高国产化程度。1965年，60架米格-21FL（77型）的散件开始交付印度，这款专为印度优化的型号配备了改进型雷达，具备更强的截击能力。1970年，首架完全由斯坦航空有限公司制造的米格-21FL下线，印度在米格-21战机国产化上迈出关键一步，对印度航空工业发展也具有重要意义。

在生产了200架米格-21FL后，斯坦航空有限公司从1972年开始生产米格-21M（96型），到80年代初期总共生产了160架。米格-21M换装了RD-21新型雷达、内置23毫米机炮和增大的脊背油箱，作战能力有所提升。1976年，印度又引进了米格-21bis战机，该机采用了大幅改进的航空电子设备和机载武器，提升了多用途作战能力，具备更强的对地攻击能力，生产数量接近220架。

在印度空军米格-21装备史上，最重要的改进型非米格-21“野牛”（Bison）莫属，1996年，印度开始考虑对米格-21bis战机进行改进，最后选择与俄罗斯和以色列合作，换装探测距离达到57公里的俄制“长矛”脉冲多普勒雷达、法制平显、任务计算机、头盔显示器、以色列EL/L8222电子战吊舱、雷达警告接收等。机载武器方面，米格-21“野牛”（Bison）可使用R-77、R-73等新型空空导弹以及电视制导炸弹，除了机动性，作战能力达到早期第三代轻型战斗机水平，印度最终改装了125架，这些飞机2000年至2005年间重新交付给印度空军。

从1963年到2025年，米格-21在印度空军服役了近62载，作为主力战机也有不少拿得出的成绩：击落了巴基斯坦1架F-86战斗机、2架J-6战斗机，4架F-104战斗机，1架C-130运输机以及1架“大西洋”巡逻机。但也有不堪回首的时刻：2019年2月，印度和巴基斯坦之间爆发了一场备受瞩目的空战，巴基斯坦空军F-16战斗机发射AIM-120主动中距空空导弹击落印度空军第51中队的一架米格-21战斗机，残骸坠落于巴基斯坦境内，飞行员阿比南丹·瓦尔塔曼跳伞后被巴基斯坦军方俘虏。该战斗机携带的2枚R-73空空导弹和2枚R-77空空导弹，均未发射便随战斗机坠毁。