Недостатки J-8 стали очевидны еще до окончания его испытаний, и в феврале 1978-го в Шэньяне началась разработка всепогодного варианта J-8I. Основное отличие от J-8 заключалось в установке РЛС SR-4. Кроме того, число крыльевых узлов подвески увеличено с четырех до шести, а 30-мм орудия заменили на китайский вариант двухствольной 23-мм пушки ГШ-23. РЛС позволила усилить вооружение самолета УР класса "воздух-воздух" среднего радиуса действия PL-7 с полуактивной радиолокационной ГСН.

Сборка опытной машины завершилась в мае 1980-го, и почти сразу начались ее летные испытания. Во время одной из скоростных пробежек, 25 июня, в результате возгорания двигателя истребитель взорвался. Причиной пожара стал разрыв трубопровода и попадание масла на двигатель. Пришлось машину дорабатывать (на последующих опытных самолетах была значительно модифицирована гидросистема) и в апреле 1981-го состоялся первый полет J-8I. Программа летных испытаний завершилась в ноябре 1984-го, а спустя год в июле всепогодный истребитель-перехватчик приняли на вооружение. В вариант J-8I модернизировали часть самолетов J-8. Всего ВВС Китая получили 100-150 J-8I, производство которых завершилось в 1987-м.

К 1991 года китайские военно-воздушные силы располагали более чем 200 истребителями J-8 и J-8-I. Особенности компоновки самолета J-8-I не позволяли установить на истребитель более мощную РЛС с крупногабаритной антенной. Возникла необходимость в коренной модификации носовой части истребителя и применении боковых воздухозаборников. Кроме того, появление за рубежом машин четвертого поколения, имеющих повышенную маневренность, требовало дальнейшего улучшения маневренных характеристик китайских истребителей.

Дальнейшим развитием самолета стала модификация J-8E с новой авионикой. В частности на самолет установили оптические датчики SL-8, картографический радар Type 204 и систему предупреждения Type 903. Так же на самолете установлены новые БРЛС, ИЛС и система распознавания "свой-чужой". Первые самолеты переоборудованные по этой программе стали поступать на вооружение с 1990 года.

Модификация	J-8I
Размах крыла, м	9.34
Длина, м	21.52
Высота, м	5.41
Площадь крыла, м2	42.00
Масса, кг
нормальная взлетная	13850
максимальная взлетная	17800
Топливо, л	5400
Тип двигателя	2 ТРДФ Liyang (LMC) Wopen-7A
Тяга , кН
нефорсированная	2 х 43.15
форсированная	2 х 58.80
Максимальная скорость, км/ч	2332 (М=2.2)
Крейсерская скорость, км/ч	850
Перегоночная дальность, км	2000
Практическая дальность, км	1500
Боевой радиус действия, км	800
Максимальная скороподъемность, м/мин	12000
Практический потолок, м	20800
Макс. эксплуатационная перегрузка	4.83
Вооружение:	23-мм двухствольная пушка Type 23-3 (ГШ-23Л) с 200 патронами Боевая нагрузка - 4500 кг на 5 узлах подвески до 6 УР воздух-воздух PL-2В (PL-5B) или PL-3 2 500-,250- кг бомбы или ПУ Qimgan 12 х 57 мм или 7х90-мм НУР