米格-31配备有 两大主力武器，2
4枚R-33远距半主动雷达制导空对空导弹（当年是和不死鸟导弹一个级别的存在）、六管23毫米GSH-6-23M加特林转管炮，备弹260发，射速8000发/分钟。
R-33，北约称其为 AA-9“阿摩斯，半埋式导弹挂架能大幅减小飞机飞行的阻力。主要用于拦截敌方高空高速目标，如战略轰炸机和侦察机。这款导弹由“三角旗”导弹设计局（现更名为“三角旗”机械制造设计局）研制，于1982年正式服役‌ 。
R-33导弹采用半主动雷达制导方式，结合程序控制、无线电指令修正弹道以及接收目标雷达回波进行跟踪等多种手段，确保在复杂战场环境下的高精度飞行。
其弹长4.15米，弹径0.38米，翼展0.9米，弹重为480公斤，弹头重量为47公斤，射程为150公里，改进型号射程更远， 最大速度达到1210米/秒‌ ，米格-31可借助相控阵雷达同时跟踪10个目标，并引导导弹攻击其中4个目标。好像至今尚未有实战记录，当然以现在的眼光看这款导弹已经落后了。 ‌