На МиГ-23БМ масса боевой нагрузки увеличилась, достигнув 4000 кг и сравнявшись с Су-17М. Для удобства снаряжения боеприпасами узлы подвески из-под фюзеляжа разнесли, перенеся под каналы воздухозаборника. Как и крыльевые узлы, они были оснащены новыми балочными держателями БД3-УМК, рассчитанными на боеприпасы калибра от 50 до 500 кг. Еще один держатель БД3-УМК мог монтироваться вместо центрального подфюзеляжного пилона с замком БД3-56Е для подвесного топливного бака, за счёт чего число точек подвески вооружения возросло до семи. Самолёт был способен поднимать с помощью МБД до семи «пятисоток», до девяти бомб калибра 250 кг или 22 «соток».
Для самообороны от истребителей и борьбы с тяжёлыми самолётами противника МиГ-23БМ получил возможность нести управляемые ракеты «воздух — воздух» Р-3С (а позднее — и модифицированные Р-13М, обладавшие вдвое большей дальностью).
Из управляемого оружия для поражения наземных целей на МиГ-23БМ использовалась уже проверенная на «бэ-эне» ракета Х-23 (Х-23М). Модернизации подверглась аппаратура её управления, переведённая на современную полупроводниковую элементную базу. Благодаря расширенному до 18° створу луча несколько упростилось наведение ракеты. Новая «Дельта-НМ» имела антенну в обтекателе на правой кромке неподвижной части крыла (а не под ней, как на «32–24Б»). Перенос антенны был обусловлен особенностями установки подкрыльевых многозамковых держателей МБД3-У2Т-1. Ранее при подвеске «больших» МБД подкрыльевой обтекатель «Дельты» мешал, и его приходилось снимать вместе с антенной.
Для борьбы с ЗРК противника и поражения их РЛС предполагалось использовать противорадиолокационную ракету Х-28. Громоздкое и массивное изделие, разработанное в МКБ «Радуга» по подобию «больших» ракет для Дальней авиации, до середины 1970-х гг. являлось единственным подобным средством поражения, состоявшим на вооружении фронтовой авиации. Чтобы разместить эту ракету на МиГ-27, пришлось сконструировать специальную переходную балку массой 60 кг, на которую с помощью авиационного катапультного устройства должно было подвешиваться изделие. Х-28 размещалась на правом подкрыльевом узле на АКУ-58-1, а контейнер с аппаратурой управления «Метель-А» — на левом. В кабине имелся пульт управления системой, а в правом «ухе» под кабиной за приемной антенной «Сирени» устанавливалась контрольная антенна «Метели», служившая для проверки перед полётом «головы» ракеты. Однако соответствующую аппаратуру и саму Х-28 серийные самолёты так и не получили, а позднее пульт, расположенный на переплёте козырька фонаря, стали снимать «по факту» отсутствия противорадиолокационного вооружения. Внешним же напоминанием о несостоявшемся носителе осталась радиопрозрачная крышка на задней части правого «уха» (на левом её не было). Станция предупреждения СБ-1 «Барьер», устанавливавшаяся на самолётах первых серий, работала ненадёжно и в итоге была исключена из состава оборудования. Начиная с машины № 61912561300, она не устанавливалась, а крышку с радиопрозрачной вставкой под её антенны заменили обычной дюралюминиевой, служившей теперь только для доступа к блоку дальномера «Фон».