米格-21ПФ 第二种批生产型，增强了全天候截击能力，1961年在莫斯科土希诺机场首次公开展出。飞机机头加粗，机头进气道直径从Φ型的690毫米增至910毫米。进气道中央锥体加大，内装РП-21雷达，换下了原来的测距器。空速管移至进气道上方。改用敞开式弹射座椅。飞机可带2～4枚空空导弹，去掉了机炮和机炮整流罩，从而使前减速板设计简化。主起落架机轮加大，起落架舱盖也相应加大。机身背鳍加宽，以增装燃油。发动机为P-11Φ2-300，加力推力58.35千牛(5950千克)，内部装油2410升。后期生产的可带起飞助推火箭。
