歼-8型飞机于1964年开始研制，1969年7月5日首飞。
    歼-8的具体方案设计在1964年秋季开始，目的就是为了发展一种性能超过米格-21、综合作战性能可以与国外同时期超音速战斗机相对抗的机型。
    歼-8正式研制在1965年5月，作为自行发展超音速战斗机的第一步，主要用来锻炼技术队伍和积累先进战斗机的设计经验，并且用来填补性能更加全面的歼-9型战斗机完成前的装备空白。
    歼-8的设计要求是尽可能快地完成研制，迅速装备部队以提高中国海空军装备水平，所以设计单位没有采用过多的新技术和新设计，以参考和放大引进的米格-21型战斗机为主，通过对其气动设计和发动机进行改进来提高综合作战性能。针对米格-21的弱点和中国对战斗机的性能需求，重点突出了高空、高速、大航程、强火力和大爬升率，并且要求采用比较先进的机载火控雷达和导弹武器以获得全天候作战能力。
    歼-8的设计风险和难度虽然相对歼-9要低得多，但是对于中国当时薄弱的航空科研系统仍然是个巨大的挑战。虽然歼-8原型机在1969年就进行了首飞，但是在设计过程中因为缺乏经验和试验手段不完善，以及在设计上所遗留的问题，给其试飞和定型工作带来了很大的困难。歼-8从1969年开始试飞到1979年设计定型，花费了整整10年的时间来解决技术问题和完善设计。在长达10年的试飞过程中，科研人员先后攻克了跨音速和超音速抖振、发动机空中停车等重大技术问题。
    歼-8到1979年已经基本上达到技术要求，但是为其配套研制的雷达和成品却仍然没有完成。这迫使原本作为全天候战斗机设计的歼-8，只能首先装备雷达测距仪。歼-8基本型不具备设计要求中的夜间和复杂气象条件下全天候作战能力，也没有达到空军最初对其所提出的战术和技术指标。随着歼-9的下马，本来作为过渡产品发展的歼-8最终成为了中国当时惟一符合国际第二代标准的自行研发战斗机。
    为了保证歼-8具备全天候作战的能力，在SL-4型雷达性能基本上满足装机要求之后，歼-8I全天候型的研制在1978年开始进行。该机改装了全新火控系统和航炮，并且进行了部分修改与完善，于1985年7月完成设计定型。虽然歼-8I其综合作战性能与国外同期战斗机之间存在明显的差距，但它是中国第一个独立完成全部设计过程的战斗机（歼-8早期型只能算是歼-8I的过渡型号），其在技术上所取得的意义要明显超过战术上取得的成果。
    正当歼-8的设计还处在刻苦攻关的困难时期时，国外航空武器装备技术的发展已经完全改变了对战斗机的性能要求——曾经作为第二代战斗机标志的高空、高速性能已经不再是设计要求的重点，提高中低空机动性能、采用可进行超视距空战的先进雷达和导弹武器系统，已经成为了国外新一代战斗机的设计思想和战术要求。潜在对手的技术发展迫使中国空军必需装备一种具有较好机动性能和超视距作战能力的先进战斗机。
    歼-8II是中国空军根据国土防空作战的需要和国外战斗机技术的发展状况，在歼-8的基础上进行改进设计的新型全天候战斗机。歼-8II通过改用两侧进气道设计留出了安装更大口径雷达的空间，改装推力增强WP-13AII型发动机以提高推力性能，并且对火控和飞控系统进行了有针对性的改进设计。歼-8II的战术和技术性能比歼-8I有了很大程度的改善，亚音速滚转速率提高了45%，盘旋性能和爬升率也有了比较明显的增强，而该机在雷达和航空电子设备上的性能改进则更加明显，成为中国空军装备的第一种具备了全天候迎头拦截超音速目标能力的战斗机