为满足高空作战要求，沈阳飞机设计所提出新歼击机的设计思想是：突出高空高速性能，解决够得着够不着的问题；增大航程，再解决尽量拦敌于防区以远的问题；提高爬升率和加强火力，进一步解决快接敌、快击落的问题。但问题还是出在确定设计方案时，在采用单发一台新研制的涡扇发动机鸭式布局，还是采用双发用两台改进的现有涡喷-7发动机；是采用双发机头进气方案，还是单发涡扇发动机的两侧进气方案（后来发展成最终下马的歼-9）等问题上存在着激烈的争论，最终达成一致意见两个都搞依次发展，首先先搞的是采用双发机头进气方案的高空高速歼击机，然后再搞单发两侧进气配上涡扇-6加力式涡轮风扇发动机的全天候高空高速歼击机。1960年 12月中央军委决定组建航空研究院。但当时还是对单发两侧进气涡扇全天候高空高速歼击机更为看好。为了新式涡轮风扇发动机研发顺利1961年8月在沈阳组建航空发动机设计研究所，知名发动机专家吴大观被任命技术副所长。不过由于种种技术瓶颈难以逾越，歼-9后来还是最终下马。值得庆幸的是歼-9的工作并没有变成白白的浪费，由于对鸭式布局技术的提前涉足为后来新型三代机的研发打下了良好的技术基础，歼-9的某些技术成果终于涅磐到新的“猛龙”飞机上，从这里也能发现技术储备是多么的重要，没有前期研发、储备，空靠理论和想象不考虑技术和工艺可行性的“大跃进”方式是根本行不通的，尤其是在航空工业这个以高科技、新工艺为依托的行业更是如此。
1964年5月，航空研究院提出以米格-21为基础，研制新型双发高空高速歼击机。同年方案论证提出作战对象为美国空军的B-58超音速高空轰炸机和F-105战斗轰炸机。双发方案虽然表面上落后于单发方案，但事实上单发方案有些好高骛远，尤其是发动机这个命根子由于当时工业基础薄弱，根本就是无法实现的设想。因此双发方案加大了飞机研制的可行性。时任航空研究院院长的唐延杰后来评价，由黄志千、王南寿等专家的先上双发方案意见符合“摸着石头过河、初战必胜的思想，循序渐进的策略”。根据上述决策，决定采用与米格-21类似的气动布局方案，外形参考米格-21，采用大后掠角、小展弦比、薄三角翼、下平尾、双腹鳍的空气动力学布局形式。方案选用两台涡喷-7 甲（WP-7B）发动机，单台最大推力43.15千牛，单台加力推力58.8千牛。1965年5月17日，罗瑞卿总长批准新歼的战技指标和研制任务，并正式命名为歼-8。沈阳飞机设计所承担具体设计任务。65年5月17日，总参谋长罗瑞卿批准了歼-8的战术技术指标和研制任务。65年9月设计工作全面展开。总设计师黄志千于这年在国外因飞机失事不幸遇难后，新机研制的技术工作由叶正大领导，以王南寿为负责人的总设计师办公室具体组织。同年12月，木质样机通过审查，次年3月进行现场设计。67年初发出相应文件，工厂开始试制。1968年7月，首批2架歼-8总装完毕。1969年7月5日，原型机由尹玉焕驾驶首飞成功。
这里不得不提一下，歼-8方案竟然与米高扬设计局研发的E-152有着惊人的相似，特别是E-152的双发型号E-152A，两者外形酷似是人所共见的，更难得的是E-152A选用的发动机是两台图曼斯基 R-11F-300涡喷发动机，而歼-8选用的是两台涡喷-7甲，如果熟悉国产飞机的爱好者就明白涡喷-7 发动机就是源自R-11F-300涡喷发动机。 因此，西方一直猜测歼-8的设计源自E-152，从北约给两种战机的称呼上就能发现他们的某种看法，歼-8的北约绰号是“长须鲸”，E-152的绰号是“鳍”。两者中文字面上貌似风马牛不相及，但如果用北约工作语言英语看它们的绰号间的奥妙就能发现一丝端倪，长须鲸的英文为Finback，鳍的英文为Fin，而back在英语中又有后面、反面的含义，在北约给歼-8确定绰号的时候，正是中苏反目关系极其僵化的时期，可见北约把Fin和back两个词合二为一变成一个词也是另有一番意味令人回味。其实两者并无大的设计共同点，只不过设计理念非常相似选用的平台也基本相同，造成结果起码是外观惊人的相似。
