В середине 50-х годов ОКБ, возглавляемое А.И.Микояном и М.И.Гуревичем, приступило к проектированию легкого маневренного истребителя. При этом перед конструкторами встала немаловажная проблема выбора аэродинамической схемы самолета.
Мнения разделились: одни отстаивали уже отработанную на истребителях МиГ-15, -17 и -19 схему со стреловидным крылом, другие склонялись к более перспективному треугольному. Выбор решили сделать на основе эксперимента, для этого были построены два опытных самолета с одинаковыми двигателями — Е-2 со стреловидным и Е-4 с треугольным крылом малого удлинения. Фюзеляжи и оперения обеих машин практически не отличались по размерам и конструкции.
Летные данные опытных машин оказались близкими, однако у самолета с треугольным крылом был выявлен ряд преимуществ, позволивших конструкторам остановить свой выбор именно на этой схеме.
В 1956 году на базе самолета Е-4 был создан легкий одноместный истребитель Е-5 с турбореактивным двигателем Р11-300, получивший впоследствии название МиГ-21. На серийных модификациях этого самолета устанавливались ТРД Р11Ф-300 (МиГ-21Ф) и Р11Ф2-300 (МиГ-21 ПФ).
Для увеличения подъемной силы треугольного крыла на взлете и посадке на МиГ-21 впервые была отработана и применена система сдува пограничного слоя с помощью воздуха, взятого от компрессора двигателя и выпущенного через щель в передней кромке закрылков. Для сокращения разбега при взлете использовались пороховые ускорители, а для уменьшения пробега при посадке применялся тормозной парашют.
Самолет имел лобовой регулируемый сверхзвуковой воздухозаборник. Оснащался двумя пушками калибра 23 мм и сначала неуправляемыми, а впоследствии управляемыми авиационными ракетами «воздух — воздух» с тепловыми головками самонаведения.
МиГ-21 выпускался в 17 серийных модификациях, широко поставлялся за рубеж. На модификации Е-66 в 1959—1960 годах было установлено два абсолютных мировых рекорда скорости, а в 1961 году — рекорд высоты.
МиГ-21Ф: длина 15 760 мм, размах 7150 мм, двигатель Р11Ф-300 с тягой 5770 кг, экипаж 1 чел., вооружение — две 23-мм пушки, неуправляемые или управляемые ракеты «воздух — воздух», взлетная масса 6850 кг, максимальная скорость 2175 км/ч, дальность 1500 км.