20世纪90年代成都飞机制造公司研制成功了歼-7FS试验机。歼7FS是96年8月由成飞、黎阳发动机公司，某航空附件研究所、某航空复合材料特种结构研究所、成都清江仪表厂、陕西凌云电器总公司、西北光学仪器厂、陕西千山电子仪器厂等9个单位自筹数千万元，分担风险进行研制的预研验证机，型号总师陆英育。首机用成飞训练用的139号歼-7Ⅱ机改造。

1997年2月提出总工艺方案，1997年6月发图。1998年6月8日下午，在空军第三试飞大队大队长钱学林的驾驶下，以发动机最大状态起飞，经过22分钟飞行后正常着陆。飞机和发动机各系统及仪表工作正常，成功地实现了首飞。2001年完成首飞试验。2003年初，FS型完成全部试飞科目。经过仅仅22个月的共同努力，8家军工企业为FS型共完成工时5万个，新制专用零件2100项，新制专用工装432项，新研及改进成品27项，地面试验34项。歼-7FS共造了2架，一架用于试飞，另一架用于静力试验。

歼-7FS与原有歼-7系列战斗机的最大区别是，改变了原机头进气方式，即演变为下颌式进气，这种进气方式与美国的A-7“海盗”攻击机类似。这种改进有两个优点：首先增加了机鼻的容积，便于安装大功率的机载雷达；其次，提高了大仰角飞行时的进气效率，从而使飞机的姿态机动能力增强。

原歼-7系列战斗机因机头进气锥空间有限仅装备小功率的测距雷达，歼-7FS原型机使用以色列EL/M2032型雷达，也可使用国产雷达制导中距空空导弹。也可装下颌式进气的设计使得无需大幅改动机身结构，只需改动座舱前一段的机身，这使得FS型的这种改进设计适合于改进歼-7和米格-21的早期型号。歼-7FS通过上述巧妙改进之后，雷达舱允许装置的雷达扫描天线直径超过了600毫米，可装美国APG-68、俄罗斯“甲虫”雷达等先进火控雷达作为标准装备。“甲虫”雷达为多功能脉冲多普勒雷达，可以制导多种导弹，其对雷达反射截面为3平方米的目标的搜索/跟踪距离，前半球超过70千米，后半球为40千米。它还具有上视、下视能力，可以同时跟踪10个目标，并能引导中距空空导弹同时攻击其中的2个目标，这赋予了歼-7FS视距外空战能力。

此外，为了进一步改善动力性能，歼-7FS换装了涡喷-13FⅡ（WP-13FⅡ）型发动机。这种发动机是黎阳发动机公司在原歼-8Ⅱ型战斗机上装载的涡喷-13（WP-13）型发动机的基础上改进而来的。推力进一步增加到78千牛（约8000千克），这使得歼-7FS的机动能力较原歼-7系列战斗机有了大幅提高。如最大爬升率从139米/秒增加到199.8米/秒；在5000米高度，从0.6马赫加速到1马赫的时间由35秒减少到28.7秒；起飞滑跑距离也缩短了200米等。

歼-7FS还将逐步改善其机载电子设备，计划更换雷达冷却系统（有效增加雷达工作性能和开机时间）、电路系统、飞行参数记录系统、武器管理系统、GPS导航系统和多功能座舱显示器。并计划将机翼修改为与歼-7MG相同的“双三角翼”，以进一步提高其近距格斗时的机敏性 。