慶幸的是，航空工業上下多個廠所透過研制殲-10戰鬥機，在先進脈沖都卜勒雷達和先進中距空空導彈兩大關鍵技術上取得巨大的進步，在2000年前後，航空工業沈飛推出了殲-8II戰機的終極改進型殲-8F戰機，殲-8II戰機的發展才算取得了圓滿的成功。
殲-8F戰機原型機於2000年12月20日首飛，2002年交付部隊使用，2005年完成設計定型。不管是外形還是作戰能力，可以說殲-8F戰機才是國人心中真正的空中美男子。隨後這批戰機生產了上百架，大量裝備空軍多個一線作戰部隊。
標準的殲-8F戰機，使用了國產14XX型脈沖都卜勒射控雷達替換原方案的1471射控雷達、增加使用霹靂-12中距空對空導彈和對地精確制導武器的能力、座艙進行大振幅的現代化改裝等。
殲-8F采用1492雷達，該雷達用無線電指令發射機替換了連續波照射器，並提高了雷達的作用距離，具備了掛載並使用PL-12主動雷達制導中距導彈的能力具有發射後不管的效能。
殲-8F與殲-8H在外觀上高度相似，肉眼可見的差別主要有兩個，其一是在雷達罩右側根部有一塊長條形的缺口（與殲-8C類似），其二是可掛載PL-12導彈。
同一視角下的殲-8D和殲-8F飛機，兩者的差別主要體現在雷達罩的顏色、機翼上翼刀的數量上
殲偵-8F
殲偵8F是殲-8F的偵察型號，又稱殲-8FR，其最主要的外觀特征是進氣道下方的機腹處以偵察吊艙代替了原有的雙23航炮，此外垂尾前方還增加了一處刀形天線，不過該特征不是殲偵8F特有的，一些後期生產的殲-8F上也有該天線。
殲偵-8F飛機
其最主要的外觀特征是進氣道下方的機腹處以偵察吊艙代替了原有的雙23航炮
殲-8BH/DH/DF
殲-8H和殲-8F飛機研制成功後，為了充分發揮海空軍航空兵已有的殲-8B和殲-8D飛機的作戰效能，601所和海空軍的裝備部門合作分批對現役飛機進行了改裝，改裝方案按照「一步到位，分步實施」的原則進行。其中空軍型的殲-8D飛機先後改裝為殲-8DH和殲-8DF，而海軍的殲-8B和殲-8D先後改裝為殲-8BH和殲-8DH。實際使用中形成了四種不同的分支型號。
上述飛機在外形上基本與殲-8H和殲-8F類似，座艙右側均有空中受油管、雷達罩上有防雷條。由於是老機改裝，機翼上仍僅有一對翼刀，這是和新造的殲-8H和殲-8F最大的差別。
這幾個型號在外形上差異很小，從外觀上可以明顯看出的差別主要是海航的殲-8BH雷達罩後方沒有裝備其他機型上普遍裝備的光電器材。
此外，殲-8DF和其他幾個型號最大的差別在於可以掛載PL-12主動雷達制導導彈。
同一視角下的殲-8BH和殲-8DF飛機
