Самолет предназначен для ведения видовой, радиолокационной и радиотехнической разведки объектов противника с большой высоты. Некоторые варианты самолета могут применяться также для нанесения бомбовых ударов (в том числе и бомбами с ядерной боевой частью) по стационарным целям. Работа по созданию сверхзвукового высотного разведывательного самолета Е-155Р велись в ОКБ А. И. Микояна с 1959 года параллельно с созданием истребителя-перехватчика Е-155П. Опытный образец самолета-разведчика Е-155Р-1 был поднят в воздух 6 марта 1964 года, а в 1961 году на Горьковском авиазаводе было начато производство первой серийной модификации этого самолета, получившей название МиГ-25Р. В 1970 г. было начато производство второй серийной модификации МиГ-25РБ с бомбардировочным вооружением. Во всех вариантах разведчика и разведчика-бомбардировщика было выпущено более 200 машин.
