格斗空战性能一直是中国战斗机所强调的要点，歼8 I在设计时将原歼8的2门30毫米炮更换为2门23毫米双管航炮。23毫米炮的单发弹威力虽有所下降，但是因为该炮有更好的弹道性能和4倍单位炮弹发射量，在近战火力性能上比歼8有了明显提高。歼8 I配用了改进型“霹雳”一2乙近距空空导弹，基本解决了早期“霹雳”一2导弹性能不可靠的问题。不过，歼8 I没有装备雷达制导空空导弹，在航空电子设备上具备了全天候作战的能力，但机载武器却不能满足全天候作战要求。歼8 I的技战术性能基本上达到了设计要求指标，但是该机在设计定型时已经有性能更加完善的歼8Ⅱ开始进行试飞，所以产量不高，生产时间也相对较短。
歼8 Il 中国航空技术发展正在政治动荡和技术困难中痛苦挣扎的时候，国外战斗机技术正是突飞猛进的“黄金时代”。70年代末期完成的歼8在整体技术水平上已经远远不能满足现代化战争的要求，而歼9的研制却因为技术难度过大而被迫下马。为了提高国产战斗机适应现代化空战的能力，航空部在1979年提出了《关于对歼8飞机进行全面技术改装可行性论证的通知》，601所根据这个通知开始对歼8大幅度技术改进进行研究。当国家军委在1980年开始下达研制对付米格一23的新型飞机研制任务时，歼8大改的技术方案已非常成熟完善。大改方案在1981年被命名为歼8Ⅱ，原型机于1984年首飞。歼8Ⅱ由此成为了中国研制成功的第一种符合现代战争要求的战斗机。
歼8Ⅱ在设计上采用了两侧进气道和推力增加的WP一13Ⅱ发动机，并且在设计中把提高全天候拦截和格斗空战性能作为改进的重点。改进后的歼8Ⅱ在中低空飞行性能上比歼8有明显提高，综合作战性能完全达到了压制米格一23战斗机的要求，并且在基础设计条件上还具有很大的改进升级潜力。
为了适应国防安全需要和提高战斗机部队的远程作战能力，在完成了歼8增程型的研制任务之后，沈阳飞机工业公司还在歼8 II的基础上发展了可空中加油的改进型--歼8D。歼8D空中加油型战斗机采用了可拆卸固定加油管，作战半径提高到1000公里以上。如果降低作战半径要求，还可以取消机翼下的副油箱，提供全机6枚导弹的最大武器外挂量。空中加油技术的成功应用明显改善了歼8Ⅱ的综合作战能力、扩展了战斗机部队的作战范围，更好地保证了中国国家安全和日益增强的海上权益要求。
