Новое оборудование и прицельная система в состав которой входил и индикатор на фоне лобового стекла (ИЛС) позволило значительно расширить номенклатуру и типы применяемого вооружения. Кроме бомбового вооружения доставшегося от МиГ-27 “32-26” мог нести контейнеры малогабаритных грузов КМГ-У а к ранее применяемым НАР со временем добавились и ракеты С-13 калибром 122 мм в различных модификациях (с боевыми частями фугасно-проникающего (С-13 С-13Т) объемно-детонирующего (С-13Д) или осколочно-фугасного (С-13-ОФ) действия) применяемые из пятиствольных блоков Б-13Л.
Значительно усилилось и пополнилось и управляемое вооружение для которого в принципе и создавалась эта модификация самолета (при этом многие типы боеприпасов в свою очередь сами разрабатывались “под самолет”). После долгого перерыва с середины 50-х годов когда в связи с “ракетным бумом” все работы над управляемыми бомбами были свернуты в Государственном научно-производственном предприятии “Регион” под руководством Н. Привалова возобновилась разработка корректируемых авиабомб. Первой “ласточкой” стала КАБ-500Л изначально предназначенная для вооружения МиГ-23БК. При собственном весе в 534 кг она имела мощную проникающую фугасную боевую часть (БЧ) массой 360 кг и предназначалась для поражения широкой номенклатуры наземных и надводных стационарных целей. Система наведения бомбы на цель - по отраженному лазерному излучению системы лазерного целеуказания. КАБ-500Л состоит из корпуса лазерной полуактивной флюгерной головки самонаведения типа 27Н1 устройства электрического взведения взрывателя блока системы управления боевой части турбогенераторного источника энергопитания взрывателя рулевого привода блока рулевой автоматики. В лазерную полуактивную флюгерную головку самонаведения входят координатор цели закрепленный на карданном подвесе на корпусе головки и электронно-вычислительное устройство расположенное в конической части корпуса. Дальность захвата цели - 5-7 км при метеорологической дальности видимости 10 км. Блок системы управления включает автопилот и четыре рулевых привода работающих на горячем газе вырабатываемом турбогенераторным источником питания. Он стабилизирует бомбу по крену тангажу и курсу и осуществляет управление по сигналам головки самонаведения. Максимальная дальность сброса равнялась 9 км высота от 500 метров да 5 км скорость носителя 550-1100 км/ч. При этом круговое вероятное отклонение (КВО) было равно 7-10 метрам. Работы начавшиеся в 1972 году успешно завершились передачей изделия в серийное производство и с 1975 года КАБ-500Л стала поступать на вооружение.
Позднее арсенал машины пополнили и новые КАБ-500Кр и КАБ-500ОД оснащенные телевизионно-корреляционной ГСН и бетонобойной или термобарической (объемно-детонирующей с жидким ВВ) БЧ. Созданные в “Регионе” под руководством Б. Мерцалова бомбы имеют КВО равное 4-5 метрам (по данным разработчика) и наводятся на цель по эталонному изображению местности что позволяет использовать их против малоконтрастных и замаскированных объектов. Бомба весом 525 кг состоит из корпуса телевизионной головки самонаведения устройства электрического взведения взрывателя блока системы управления боевой части массой 360 кг турбогенераторного источника энергоснабжения взрывателя рулевого привода блока бортовой автоматики. Телевизионная гиростабилизированная головка самонаведения с корреляционным алгоритмом обработки информации о цели включает оптико-электронную часть установленную на трехстепенной гиростабилизированной платформе и электронный блок обработки информации расположенные в едином корпусе. Передняя часть головки закрыта сферическим прозрачным обтекателем. Головка обеспечивает наведение бомбы на цель при освещенности на местности 50-100000 лк и контрасте ориентиров 0.2. Дальность захвата цели типа "самолет на стоянке" при метеорологической дальности видимости 10 км - 15-17 км. КАБ-500Кр может применяться одиночно и залпом с горизонтального полета пикирования или кабрирования в дневных условиях (по освещенным целям - и ночью) в том числе по нескольким разнесенным целям в одной атаке. После обнаружения цели включается ГСН бомбы и изображение получаемое с ее телевизионной камеры выводится на экран ИТ-23. После накладывания на объект атаки прицельной метки головка самонаведения запоминает изображение цели “цепляясь” к хорошо заметным ориентирам и после сброса идет к цели без дальнейшего управления с носителя полностью реализуя принцип “выстрелил и забыл”. Управляемое ракетное вооружение самолета было представлено несколькими типами ракет. Уже используемые ранее Х-23М имели теперь аппаратуру управления “Дельта-НГ (НГ2)” в подвесном контейнере что высвободило некоторую часть объема планера и без того плотно закомпанованной машины и позволило более гибко использовать ее вооружение.
Благодаря новому ПрНК и “ Кайре ” появилась возможность применять с самолета и управляемые ракеты Х-25 с АПУ-68УМ а с начала 80-х годов и тяжелые Х-29Л с полуактивной лазерной ГСН а также Х-29Т с телевизионной головкой работающей аналогично “голове” бомб КАБ-500Кр. Их пуск был возможен только с катапультных устройств АКУ-58 подвешиваемых под НЧК и выводящих ракету на безопасное расстояние от машины во избежания помпажа двигателя и повреждения самолета факелом мощного ракетного двигателя.
Для самообороны могли применятся ракеты Р-60М с тепловой ГСН подвешиваемые на сдвоенных АПУ-60-IIМ.
МиГ-27К оснастили и оружием против РЛС противника. В 1978 году на нем испытывалась и позднее была принята противорадиолокационная ракета Х-27ПС с двумя сменными пассивными ГСН. Аппаратура целеуказания и управления “Вьюга” размещалась в подвесном контейнере.