Поскольку командиру военного района было неизвестно, что U-2 уничтожен, МиГи получили приказ продолжать поиск цели и был дан новый залп ракетами. Не найдя цели ракеты самоликвидировались, но их обломки "забили" радары истребителей. Одна из ракет попала в самолёт лейтенанта Сафронова, который был вынужден катапультироваться и погиб. Капитану Айвазяну пришлось резко спикировать, чтобы не быть пораженным другой ракетой. Так завершился последний полёт U-2 над Советским Союзом.
Когда был налажен выпуск ракет Р-3С (АА-2 Atoll), большое число МиГ-19П было переделано в их носители. Самолёты получили пилоны с пусковыми установками под каждым крылом. Главный недостаток состоял в том, что МиГ-19П могли нести только вариант ракеты Р-3С с инфракрасным наведением. Поскольку РЛС РП-5 была несовместима с полуактивной радиолокационной головкой самонаведения ракеты Р-3Р (АА-2 Advanced Atoll). Для тренировочных полётов могли использоваться инертные ракеты Р-3У и Р-3П. Они содержали только электронику для наведения, но не имели двигателя и боевой части. Доработка самолётов в носители ракет Р-3С осуществлялась в частях, ни одной такой машины не было построено на авиазаводе. Комплекты для доработки поставлялись и за пределы Советского Союза, странам, имевшим на вооружении МиГ-19П, например, Болгарии.
Когда ПВО в достаточном количестве стали доступны более совершенные перехватчики, такие как МиГ-19ПМ и МиГ-21Ф-13, большинство МиГ-19П было передано Фронтовой авиации и учебным подразделениям. Также эти самолеты стали поставляться на экспорт.
В ходе вторжения в Чехословакию в 1968 году Советский Союз срочно собрал все доступные истребители в Прикарпатском военном округе, включая большое число устаревших МиГ-19П. Эти самолёты получили две красных полосы в хвостовой части фюзеляжа - такую маркировку получили все советские истребители, участвовавшие во вторжении. Первые МиГ-19П прибыли в Чехословакию 19 сентября. Но из-за нехватки техников их обслуживанием занимались поляки.
МиГ-19П Авиации ПВО несли двузначные бортовые номера синего цвета, обычно с черной окантовкой. МиГ-19П экспортировались в четыре страны Варшавского Договора: Болгарию, Чехословакию, Польшу и Румынию. Большинство этих самолётов уже успело послужить в частях советской ПВО.