Projekt E-8 miał za zadanie wyeliminowanie obydwu tych mankamentów. Zwiększyć zdolności manewrowe samolotu oraz zwiększyć ilość miejsca, jakie można przeznaczyć na zamontowanie nowego radaru z nową, większą anteną.
Projekt Pracę projektowa rozpoczęto w 1960 roku, planowano, że nowa maszyna zastąpi na liniach montażowych samolot MiG-21PF. Aby wyeliminować potrzebę montowania anteny radarowej w stożku wlotowym powietrza, zdecydowano się przenieść cały wlot pod kadłub samolotu. Dzięki takiemu rozwiązaniu można było zwiększyć średnicę anteny oraz zakres jej ruchów, wygospodarowano również więcej miejsca na bloki aparatury radioelektronicznej. Zwiększeniu możliwości manewrowych służyło zamontowanie z przodu kadłuba ruchomego destabilizatora, pełniącego rolę dodatkowego usterzenia poziomego. Zastosowano nowy silnik o zwiększonym ciągu w porównaniu ze standardowo stosowanym w MiG-u-21 R-11F2S-300. W celu polepszenia stateczności całej konstrukcji, na końcu kadłuba zamontowano dużą płetwę podkadłubową. W czerwcu 1960 roku gotowy był projekt nowej maszyny. E-8, który w wersji seryjnej miał nosić oznaczenie MiG-23.