Наибольшее распространение во Вьетнаме получил МиГ-21ПФ-В (изделие 76 — специальный вариант МиГ-21ПФ для климатических условий Вьетнама с антикоррозионными покрытиями агрегатов) и появившийся позже МиГ-21 ПФМ (изделие 94 с креслом КМ-1). Отмечалось и применение более ранней модификации МиГ-21Ф-13 (изделие 74, вероятно, чехословацкого производства).
Первые же воздушные бои показали, что благодаря меньшей, чем у F-4, удельной нагрузке на крыло, МиГ-21 имеет лучшую горизонтальную маневренность, особенно на больших высотах и малых скоростях. Исходя из этого, северовьетнамские летчики без всякой опаски стали ввязываться в ближний бой. Но большинство МиГ-21 были вооружены всего двумя управляемыми ракетами (УР) Р-ЗС, которые имели низкую величину допустимой перегрузки в момент пуска (всего в 1,4 единицы!). В противном случае ракета не сходила с направляющих — срабатывала система блокировки. Из-за этого при умелом маневрировании противника применение ракет Р-ЗС становилось затруднительным.
Отсутствие пушечного вооружения и малый запас ракет стали причинами потерь многих МиГ-21, ведь после пуска обоих УР самолет становился безоружным! Хотя к тому времени в Советском Союзе специально для МиГ-21ПФ/ПФМ был разработан подвесной пушечный контейнер ГП-9 с 23-мм пушкой ГШ-23, но мы не нашли свидетельств о применении его во Вьетнаме. Вместе с тем достоверно известно о широком применении ГП-9 в индопакистанском вооруженном конфликте 1971 г. Кстати, столкнувшись с аналогичной проблемой на беспушечном «Фантоме» модификаций F-4B/C/D/J в боях с МиГ-17, американцы немедленно стали оснащать свои самолеты подвесными пушечными установками. Позже встроенное артиллерийское вооружение как на «Фантоме» (F-4E), так и на последних сериях МиГ-21 (МиГ-21М и т. д.) стало стандартным. Другим недостатком МиГ-21 была слабая бортовая РЛС, что привязывало его к системе уязвимых наземных станций целеуказания и наведения. В то же время отсутствие тяжелой РЛС делало его легким и маневренным.
Указанные недостатки МиГ-21 вьетнамцы компенсировали тактикой «серии ракетных атак», особенно эффективной при численном перевесе противника. Атакующие МиГи осуществляли пуски управляемых ракет вдогонку противнику на скорости 1,2 М. Этот прием, требовавший высокого мастерства пилота и грамотного наведения с командного пункта, обеспечивал неожиданность атаки, достаточную результативность и практическую неуязвимость атакующего. Довольно широко практиковалось совместное использование разных типов истребителей (МиГ-17, -19, -21): дозвуковые МиГ-17, обладавшие преимуществами на малых высотах, вытесняли американские истребители-бомбардировщики наверх, где их встречали ракетными атаками МиГ-21. Известны случаи использования МиГ-17 в качестве своеобразной приманки, атакуя которую, американские F-4 сами попадали под удар.
В маневренных боях на малых высотах против тяжелых американских самолетов отлично показали себя легкие истребители МиГ-17 китайского и советского производства. Истребительная дивизия ДРВ, базирующаяся под Ханоем и придерживавшаяся в основном тактики действий «из засад», до середины 1967 г. уничтожила на МиГ-17 в 48 воздушных боях 67 американских самолетов, в том числе 29 «Фантомов».
Появление новых МиГов заставило американское командование шире привлекать «Фантомы» для сопровождения ударных самолетов, отказавшись наконец от оснащения эскортных F-4 бомбовым вооружением. Рост боевых потерь вынудил американцев принять срочные меры: летчики-истребители, чей налет составлял менее 1500–2000 часов, были отправлены на специальные авиабазы в США для переподготовки. Плотная и насыщенная программа включала полузабытый ими пилотаж в ближнем маневренном воздушном бою, комплексное применение артиллерийского и ракетного вооружений, отработку как индивидуальных, так и групповых тактических приемов.
Возросший профессионализм американских пилотов не мог не отразиться на содержании и результатах воздушных боев. 2 января 1967 г. летчики 555-й тактической истребительной эскадрильи 8-го тактического истребительного авиакрыла под командованием полковника Р. Олдса на F-4 сбили за один день семь МиГ-21, не потеряв при этом ни одного самолета (по американским данным). Другим способом борьбы с нараставшей угрозой со стороны северовьетнамских истребителей стали массированные удары по аэродромам базирования МиГов. Главной задачей этих налетов, начавшихся в мае 1967 г., стало систематическое выведение из строя взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек.