Радиооборудование самолёта включало приемно-передающую радиостанцию РСИУ-3М, радиовысотомер РВ-2 "Кристалл", радиокомпас АРК-5 "Амур" и радиолокационный ответчик СРО-1 "Барий-М". На машинах позднего выпуска устанавливался ответчик СРО-2.
Серийные МиГ-19С были оснащены двумя ТРД РД-9Б с максимальной тягой по 2600 кг на бесфорсажном и 3250 кг на форсажном режимах. Каждый двигатель весил 694 кг, имел длину 5,32 м и диаметр 0,65 м. Двигатели были разработаны в московском КБ "Союз" под руководством А. Микулина.
Топливо размещалось в четырех баках в фюзеляже. Протестированный топливный бак №1 находился за кабиной пилота и вмещал 1485 литров топлива. Протектированный бак №2 находился под двигательным отсеком и вмещал 330 л. Непротектированные баки №№ 3 и 4 ёмкостью 180 и 175 литров находились в хвостовой части фюзеляжа, под удлинительными трубами двигателей. Обычно самолёт нёс два 760-литровых подвесных топливных бака. При этом его скорость снижалась с 1452 км/ч до 1150 км/ ч, а дальность полёта возрастала с 1390 км до 2200 км.
В процессе серийного производства конструкция МиГ-19С постепенно модернизировалась. На машинах ранних серий пушки НР-30 не имели дульных тормозов, которые стали ставиться несколько позже. Также машины первых выпусков имели небольшую овальную усиливающую накладку в районе стволов пушек, которую на машинах позднего выпуска значительно увеличили. Позднее выяснили, что две небольших квадратных накладки на фюзеляже, одна выше, другая ниже ствола способны значительно уменьшить влияние пороховых газов, и от большой усиливающей накладки отказались. Как правило, эта накладка обычно имела более темный цвет, чем остальной фюзеляж.
На самолётах последних серий увеличили форкиль. Вместо одного воздухозаборника на правой стороне форкиля, на удлиненном варианте установили два.
Как только на Западе обнаружили поступление на вооружение новой модификации, ей был присвоен код Farmer С по классификации НАТО. Одной из первых за пределами Советского Союза получила на вооружение МиГ-19С 24-я Воздушная Армия, базировавшаяся в Германской Демократической Республике (ГДР, Восточная Германия). 10 марта 1964 года самолёт-разведчик RB-66 из 19-ой тактической разведывательной эскадрильи взлетел с базы во Франции, чтобы провести тренировочный полёт над территорией Западной Германии. Несмотря на указания службы управления воздушным движением, самолёт не сменил курса и в 15:01 местного времени вошел в воздушное пространство ГДР. Поднятые на перехват МиГ-19С 24-й Воздушной Армии после нескольких предупредительных выстрелов, открыли огонь на поражение и сбили американский самолёт над Гарделегеном. Экипаж RB-66 в составе капитана Дэвида И. Холланда (пилот) и лейтенанта Гарольда В. Уэлча (штурман) воспользовался парашютами и попали в плен к немцам, которые позже передали их советским властям. Этот инцидент был очень серьёзно воспринят в Белом доме и вечером того же дня президент Джонсон лично обсуждал сложившуюся ситуацию с госсекретарем и помощником по национальной безопасности. После ряда переговоров с советскими властями экипаж RB-66 был освобожден.