此外，对武器进行了改进。托尔卡切夫事件产生了十分消极的影响，他为西方情报部门工作，泄露了米格-29、米格-31武器系统的秘密信息。托尔卡切夫将苏联飞机电子设备领域的54项秘密成果交给了中情局，暴露后被枪决。托尔卡切夫造成的损失是巨大的，甚至比别连科（驾驶米格-25叛逃日本）还要严重。

这一切发生后，不得不为米格-31配备全新的武器系统，米格-31B上出现了更强劲的D-30F-6发动机，升级了雷达、“屏障-A”火控系统，改进了机载电子设备和电子对抗装备。

导弹武器增加了R-40TD中距导弹和R-60近距导弹。

当然，托尔卡切夫叛变后，所有之前生产的米格-31型号都升级至米格-31B的水平。

米格-31BM

1999年这一机型完成了首飞，是截击机向多用途飞机改进的型号。米格-31BM获得了新型“屏障-M”火控系统，可以使用精确制导武器。通过升级机载电子设备和新型火控系统，与米格-31相比，米格-31BM的效能提高了1.5倍。

探测空中目标的距离达320千米，毁伤距离达280千米。这是很强悍的指标。做个对比，美国的F-14D“雄猫”截击机毁伤空中目标的距离不超过180千米。

机身下的挂点搭载R-33S或R-37导弹，此外，米格-31BM装备当时最先进的RVV-AE中距导弹（4枚）。放弃了老旧、但久经考验的R-40TD。

此外，武器清单大大扩展：Kh-31P、Kh-25MP或Kh-25MPU反辐射导弹（达6枚），Kh-31A反舰导弹（6枚），Kh-59和Kh-29T（3枚）或Kh-59M（2枚）空对面导弹，6枚KAB-1500可修正航空炸弹或8枚KAB-500电视或激光制导炸弹。战斗载荷最大重量达9000千克。与米格-31的3000千克相比，取得了长足进步。

据称，米格-31BM是世界上唯一能够以90%以上的效能拦截巡航导弹的量产歼击机。

计划将所有现役和封存的米格-31升级至米格-31BM的水平，米格-31K除外。