Развој авиона МиГ-25 започиње још током педесетих година XX века, као совјетски одговор на амерички провикани али неуспешни суперсонични стратегијски бомбардер North American XB-70 Valkyrie, који уопште није ушао у оперативну употребу и на суперсонични стратегијски бомбардер Convair B-58 Hustler који је развијао максималну брзину од два маха, као и на повећање бројног стања флоте стратегијских бомбардера Boeing B-52 Stratofortress. Пројектни биро ОКБ МиГ 10. марта 1961. године започиње рад на развоју свог новог авиона. Планирано је да се авион развија као ловац-пресретач и извиђачки авион, који би могао да развије максималну брзину од око три маха. МиГ је специјалним легурама челика решио проблем загревања оплате у лету, на брзини од око три маха, чиме је отклоњена последња препрека у стварању авиона МиГ-25. Прво је израђен прототип извиђачког авиона означен као Е-155Р, који ће свој први лет обавити 6. марта 1964. године. Потом се приступило изради прототипа ловца-пресретача означеног као Е-155П, који ће свој први лет обавити 9. септембра 1964. године. Извештаји о новом авиону појавили су се већ 1965. године, док је широј јавности приказан августа 1967. године, кад су четири прототипа Е-155 учествовала на паради поводом Дана совјетског ваздухопловства. НАТО је нови авион означио као Foxbat (у преводу значи слепи миш,односно прецизније летећа лисица једна врста слепог миша).
Први серијски ловац-пресретач МиГ-25П означен је као Foxbat-А, затим следе ловци-пресретачи МиГ-25ПД и МиГ-25ПДС који су означени као Foxbat-Е. Први серијски извиђачки авион МиГ-25Р означен је као Foxbat-B, тако су означени и новији извиђачки авиони МиГ-25РБВ и МиГ-25РБТ, док је МиГ-25РБ понео НАТО ознаку Фоџбат-Д. Исту ознаку понеће и авиони МиГ-25РБФ, МиГ-25РБК, МИГ-25РБН, МиГ-25РР, МиГ-25РБС и МиГ-25РБШ. Авион за уништавање радара и продор кроз ПВО МиГ-25БМ постао је Foxbat-F, док су двоседи за обуку МиГ-25ПУ и МиГ-25РУ по НАТО класификацији означени као Foxbat-C.
Почетком 1967. године навелико се говорило о совјетском новом ловцу Foxbat чија је брзина премашивала три маха, а практичан врхунац лета достизао висину од 30 км. Амерички војни кругови оценили су да је то најмодернији авион совјетског ваздухопловства и да има „супер перформансе“. Још је 1973. године тадашњи амерички државни секретар за ваздухопловство Роберт Симен изјавио да је МиГ-25 „најбољи ловац-пресретач који се сада производи у свету“, да је овај ловац опремљен „изванредно ефикасним радарским и навигацијским системима“. Сматрало се да је МиГ-25 у стању да збрише са неба било који амерички борбени авион. Док се фама о „супер ловцу“ лагано почела стварати, Совјети су наставили са развојем новог авиона. После завршетка успешних државних тестова, одлучено је да се серијска производња извиђачких авиона МИГ-25Р отпочне током 1969. године. Исте године извиђачки авиони МиГ-25Р су уведени у наоружање совјетског ваздухопловства. Убрзо затим у наоружање ће бити уведени и извиђачко-бомбардерски авиони МиГ-25РБ. Већ марта 1971. године, два авиона МиГ-25Р и два авиона МиГ-25РБ биће распоређени у Египту на задатке извиђања израелске територије. На овим задацима авиони су задржани све до јула 1972. године, кад су враћени назад у СССР.
Извиђачки авиони МиГ-25Р/РБ оперисали су у саставу 63. самосталног совјетског деташмана, који је специјално формиран за обављање мисије извиђања израелске територије. Деташман је летео изнад израелске територије преко Синаја, а обављено је преко 20 извиђачких мисија. Задаци су обављани у паровима при максималним брзинама и на максималним висинама од 17000-23000 метара. Већ 6. новембра 1971. године израелски ловци F-4E Phantom-II покушали су да нападну један МиГ-25Р, који је летео брзином од 2,5 маха. Међутим, покушај је био безуспешан иако су „фантоми“ отворили ватру на МиГ-25Р, ипак је МиГ-25Р био недостижан за израелске авионе. Један од извиђачких авиона МиГ-25Р који је летео преко Синаја, у циљу да избегне ракету лансирану са земље убрзао је до брзине од 3,2 маха, што је евидентирала израелска посада са радарске станице, која је наводила ракету ка авиону МиГ-25Р. МиГ-25Р је успео да побегне ракети, иако је због прекорачења брзине дошло до деформације структуре авиона. Састав 63. самосталног совјетског деташмана послат је кући јула 1972. године. Међутим, извиђачки авиони МиГ-25Р поново ће се појавити у Египту 19. октобра 1973. године, током Јом Кипурског рата и остаће у Египту све до краја 1974. године. Овај пут извиђачи су били распоређени у 154. самостални совјетски деташман.
Све ове активности пре свега извиђачких верзија авиона МиГ-25, створиле су мит о том авиону. Иако је серијска производња ловачко-пресретачке верзије отпочела исте године кад и извиђачке верзије, одлучено је да се увођење пресретача у наоружање одложи неко време. Ловачко-пресретачка верзија МиГ-25П у наоружање ловачких пукова прве линије совјетске одбране уводи се 1972. године. Први примерци ловца-пресретача МиГ-25П имали су радар РП-25 Смерч-А1 (НАТО ознака Fox Fire) чија је маса износила око 500 килограма, а омогућавао је да се открије циљ величине бомбардера на удаљености од 100 км и да се прати на удаљености од 50 км. Радар је имао заштиту од електронског ометања и омогућавао је откривање, праћење и гађање нисколетећих циљева. Касније се приступило модернизацији радара Смерч-А1, тако да су настале верзије Смерч-А2 и Смерч-А3, док се од верзије радара Смерч-А4 одустало због појаве бољег радара Н005 Сафир-25 , који је настао на основу радара са ловца МиГ-23 Сафир-23. Структура змаја авиона је метална, само осам процената је од титанијума, око 80 процената је од нерђајућег челика, а остали део је од легуре алуминијума.
Међутим, самим пребегом поручника Виктора Беленка у Јапан, откривене су неке тајне о авиону МиГ-25П, нарочито о радару Смерч-А, те се под хитно морало приступити замени тих радара. У року од четири дана издат је налог да се приступи изради новог, модернизованог ловца МиГ-25. Тако су настале верзије МиГ-25ПД и МиГ-25ПДС, које су имале уграђен бољи радар типа Н005 Сафир-25, који је имао боље карактеристике од радара Смерч. Радар Сафир-25 откривао је циљ величине бомбардера на даљини од 100-115 км, а циљ величине ловца на даљини од 90 км. Истовремено је омогућавао праћење циља величине бомбардера на удаљености од 75-80 км, а ловца на удаљености од 60 км. Имао је масу од 337 кг, и боље карактеристике у режиму откривања, праћења и гађања нисколетећих циљева. А такође је имао бољу заштиту од електронског ометања. На извозне верзије је монтиран радар Смерч-А2, који је омогућавао испаљивање вођених ракета ваздух-ваздух Р-60М. Извозна верзија МиГ-25ПД испоручена је Ираку, Сирији, Либији и Алжиру.
Као ловац МиГ-25 носи две радарски вођене ракете ваздух-ваздух средњег домета Р-40Р и две ИЦ вођене ракете ваздух-ваздух средњег домета Р-40Т или две радарски вођене ракете ваздух-ваздух средњег домета Р-40Р и четири ИЦ вођене ракете ваздух-ваздух малог домета Р-60М. Као извиђач-бомбардер носи до 5000 кг убојног терета на четири носача на крилима, а максимално 10 бомби ФАБ-500. Као авион за уништавање радара и система ПВО носи четири противрадарске ракете Х-58. Као извиђачки авион носи пет АФК и радар за бочно осматрање у трупу, као и другу опрему за електронско извиђање и противелектронска дејства.
Убризгавањем воде и метанола тј. њиховом мешавином у коморама за додатно сагоревање, на висини од 20 км и више у хоризонталном лету МиГ-25 постиже троструку брзину звука. Ови ловци лете пребрзо и превисоко па их је скоро немогуће пресретати. Истовремено са развијањем ловца-пресретача МиГ-25 развијан је и извиђач МиГ-25Р, који је у наоружање уведен пре ловца. Даљим усавршавањем настали су извиђачи-бомбардери МиГ-25РБ, РБС, РБК, РБВ, РБТ, РБФ, са различитим уређајима за електронско извиђање и радарима за бочно снимање. МиГ-25РБ опремљен је инерцијалним нападно-навигацијским системом Пеленг који даје податке за прецизно одбацивање авио-бомби ФАБ-500Т при брзини од 2500 километара на час и висини већој од 20 км. МиГ-25БМ се користи за пробијање пролаза за јуришну авијацију кроз непријатељски систем ПВО. Радаре омета или их уништава ракетама Х-58 домета 48 км.
Совјети су своје извиђаче МиГ-25Р осим на Блиском истоку, употребљавали и за извиђање иранске територије током седамдесетих година XX века. Несметане извиђачке активности совјетских авиона МиГ-25Р, приморале су Иран да набави ловце F-14А Tomcat, као одговор на совјетско непрекидно извиђање иранске територије. После успешног пресретања совјетског извиђачког авиона МиГ-25Р, од стране иранских ловаца F-14А, Совјети прекидају даље активности изнад Ирана.
Ловачки авиони МиГ-25 своју борбену премијеру имали су 13. фебруара 1981. године, кад су се сиријски ловци МиГ-25ПД сукобили са израелским ловцима F-15A. Током тих ваздушних дуела било је губитака и међу израелским и међу сиријским ловцима.
Највише борбеног искуства на авионима МиГ-25 имали су ирачки пилоти. Они су своје ловце МиГ-25ПД и извиђачке авионе МиГ-25РБ употребљавали током осмогодишњег рата против Ирана.
Многи ирачки авиони МиГ-25 су уништени на земљи током првих дана Заливског рата, јануара 1991. године. Међутим, 20. јануара 1991. године после краткотрајне ваздушне борбе између ирачког ловца МиГ-25ПД и америчког ловца F/A-18C Hornet, ирачки ловац је успео да са ракетом Р-40Т обори амерички ловац. Ирачки пилот је затим са својим ловцем МиГ-25ПД пребегао у Иран, док се амерички пилот и дан данас води као нестао.
Индијци су своје извиђаче МиГ-25РБ користили за извиђање територије Пакистана. Тако је маја 1997. године, један индијски МиГ-25РБ прелетео пакистанску територију при брзини већој од два маха. Покушај пакистанских ловаца F-16A, да пресретну индијски извиђачки авион био је неуспешан, јер се индијски МиГ-25РБ кретао на висини коју пакистански ловци F-16A нису могли да досегну.
Посебно изграђене верзије Е-266 и Е-266М постигле су неколико светских рекорда. Од којих су неки још актуелни. Тако су постигнути рекорди у класи копнених авиона са турбомлазним погоном, као што су:
- висина лета са теретом од 1000 кг и 2000 кг 37080 м,
- време пењања на 25000 м за 2 минуте и 34,2 секунде,
- време пењања на 30000 м за 3 минуте и 10 секунди,
- време пењања на 30000 м са теретом масе од 1000 кг за 3 минуте и 10 секунди,
- време пењања на 35000 м за 4 минуте и 11,7 секунди,
- брзина лета на стази од 100 км за затворени курс 2605,10 километара на час,
- брзина лета на стази од 500 км за затворени курс 2981,50 километара на час,
- брзина лета на стази од 1000 км за затворени курс, са масом терета од 2000 кг 2920,67 километара на час.
У 2007. години је уписано у Гинисову књигу рекорда да је МиГ-25 најбржи борбени авион на свету. То је на основу радарског мерења добијен резултат од 3395 километара на час, што одговара Маховом броју од 3,2.
Постојала је забрана пилотима на ловцима МиГ-25 да укључују радар на земљи, па је овај ловац пратила и анегдота да радар својом снагом убија зечеве на аеродрому.
МиГ-25 послужио је као основа за настанак ловца-пресретача МиГ-31.