В результате проведенных мероприятий вес пустого самолёта составил 5580 кг - на 230 кг меньше, чем у стандартного МиГ-19С. Параллельно с разработкой СМ-9В советские ВВС создавали высотный костюм ВСС-04А, который был очень неудобен и ограничивал движения пилота, но позволял ему сохранять работоспособность на высотах до 25000 м. Хотя костюм разрабатывался специально для СМ-9В, его стали вскоре использовать на обычных МиГ-19С, так как он позволял сохранить жизнь пилоту при внезапной разгерметизации кабины.
Первый полёт СМ-9В состоялся в 1956 году, лётные испытания проводили К.К. Коккинаки и В.А. Нефёдов. Самолёт был построен небольшой серией под обозначением МиГ-19СВ. 6 декабря 1956 года, во время войсковых испытаний в НИИ ВВС, лётчик-испытатель Н.И. Коровочкин достиг на истребителе рекордной высоты - 20740 м. примерно в то же время ЦРУ начало проводить длительные разведывательные полёты U-2 над территорией Советского Союза. Согласно опубликованным данным, американцы выполнили около 30 полётов до мая 1960 года, когда пилот ЦРУ Фрэнсис Гарри Пауэрс был сбит в районе Свердловска. Некоторые МиГ-19СВ позднего выпуска были оснащены усовершенствованными двигателями РД-9БФ-2. По лётным характеристикам МиГ-19СВ был практически идентичен МиГ-19С, лишь его максимальная скорость была больше на 30 км/ч. Несмотря на все проведенные доработки, МиГ-19СВ не смогли остановить нарушения воздушных границ СССР. В ходе операции "Over Flight" U-2 сделали тысячи детальных снимков советских военных объектов. Официально СССР не протестовал, поскольку не хотел, чтобы мир узнал, что советские истребители-перехватчики и зенитные ракеты не в состоянии помешать полётам U-2. В ходе разведывательных операций пилоты ЦРУ не раз наблюдали, как МиГ-19 и МиГ-21 безуспешно пытаются добраться до них, но советским машинам явно не хватало высотности.
Параллельно с созданием высотных истребителей в ОКБ Лавочкина создавался зенитно-ракетный комплекс В-75 "Двина", который был известен на Западе под обозначением SA-2 Guideline. Советское руководство считало, что ракеты более эффективны, чем пилотируемые самолёты, и поэтому на их разработку тратилась большая часть средств, выделяемых на исследования в рамках оборонного бюджета.
МиГ-19Р
МиГ-19Р представлял собой разведывательный вариант МиГ-19 и был построен в небольшом количестве. Самолет нес несколько камер АФА-39 в подфюзеляжном контейнере и мог вести разведку только днем.
СМ-9/3Т
В 1958 году Советский Союз приступил к копированию американской ракеты воздух-воздух Филко-Форд AIM-9 "Сайдвиндер", присвоив ей обозначение Р-3С (обозначение по классификации НАТО АА-2 Atoll). Для отработки самолёта-носителя был модернизирован МиГ-19С раннего выпуска.
Ракета Р-3С (изделие 310А) с инфракрасным наведением имела длину 2,838 м и весила 73,3 кг. Основным её недостатком была возможность использовать её при атаке только в заднюю полусферу цели. Продолжительность работы двигателя составляла 21 секунду, ракета была оснащена оптическим взрывателем. При взрыве боевой части образовывалось облако из 1000 осколочных элементов, имевшее форму диска.
Доработанный МиГ-19С получил обозначение СМ-9/3Т. На самолёте были сняты левая крыльевая пушка (вместе с усиливающей накладкой) и пушка в носовой части. Пушка НР-30 на правом крыле сохранилась. В задней части фюзеляжа сохранилось только два воздухозаборника вместо четырех, присущих серийным МиГ-19С. Также немного переместили четырехзарядную ракетницу ЭКСР-46, располагавшуюся на левой стороне киля.
В ходе испытательных пусков результаты фиксировались с помощью двух камер, размещенных по обе стороны подвешенного под левым крылом пускового устройства АПУ-26. Ещё одна камера размещалась в корневой части левого крыла. Четвертая дополнительная камера устанавливалась в хвостовой части фюзеляжа, недалеко от сопла.
Пусковое устройство АПУ-26 для ракеты Р-3С крепилось к стандартному балочному держателю БД-3-56. АПУ-26 имело механизм блокировки, не позволявший выполнять пуск при выпущенном шасси.