根据最初的决定，601所按照原本提出的第一方案，在摸透米格-21的同时，对国内外有关技术情况进行了调研，提出了歼8飞机的初步战术技术要求，并于1965年3月19日上报六院。
作为米格21的直接改进型，该方案的指导思想主要是根据米格21在实战中暴露出来的不足进行多种极富针对性的改进--突出高空高速性能，增大航程，提高爬升率和加强火力。
具体的性能指标要求是：
1、使用升限19000～20000米
2、最大平飞马赫数2．1～2．2。
601所设想1967年歼8飞机完成首飞，1970年能小批装备部队。在随后的时间里，歼8飞机很快得到了批准，并定下了试制的具体时间表。
虽然已经选定了歼8方案，但考虑技术储备的需要，同时也是顾及到为部队提供另外一种可能的选择。三机部决定在进行歼8战机研制的同时，在小范围内开展对于新型单发战斗机、涡扇发动机和中程空空导弹的技术论证工作。
1965年4月12日，三机部正式向601所下达了《关于开展歼9飞机方案设计》的通知，要求在两个方面进行方案论证和比较，从中选一作为歼9的最终定稿：
1、突出歼击性能，兼顾截击作战和对付低空高速目标，最大马赫数2．3左右，升限20000米左右，航程要大，作战半径大于450千米。
2、突出截击性能，兼顾歼击作战，最大马赫数2．4～2．5，升限21～22千米，作战半径350千米。
