殲—81由白天型的殲-8原型機改進而來，是我國第一種全天候型高空高速戰鬥機。1981年4月24日首飛，1985年7月設計定型。主要改進是全天候雷達、組合儀表和新雙管23毫米機炮。
殲-81機載乘員1人。機長21.52米（含空速管）／19.25米（不含空速管），翼展9.344米，機高5.41米，翼麵積42.19米2。空載重量9332千克，正常起飛重量13752千克，最大起飛重量16095千克。動力裝置為2台“渦輪噴氣-7甲”型發動機。整機推重比為0.89。最大平飛速度時馬赫數為2.2，實用升限20500米，最大航程2055千米，最大使用過載7.5g。
主要武器裝備為2門單管23毫米航炮（備彈250發）1門雙管23毫米航炮，可掛載PL-2，PL-2乙空空導彈2或4枚，火箭彈57-2型48枚。