Разработку эскизного проекта завершили в декабре 1953 г. По сравнению с фронтовым истребителем СМ-9 перехватчик имел много отличий. Изменились воздушные каналы двигателей (по контурам и по площади поперечного сечения). На каждой консоли крыла установили по одному приемнику воздушного давления; аэронавигационные приборы подключили к правому ПВД, остальные - к левому; носовой ПВД сняли. Вследствие изменения обводов носовой части фюзеляжа расширили кабину летчика и перекомпоновали приборные панели.

Вместо радиодальномера СРД-1М «Конус» установили РЛС РП-1 «Изумруд-1», сопряженную с оптическим прицелом АСП-5НМ, запросчик и ответчик «Узел», а также станцию оповещения о радиолокационном облучении «Сирена-2». Установка РЛС в носовом отсеке вызвала изменения в конструкции передней части фюзеляжа (до шпангоута №9), которую пришлось удлинить на 360 мм. Ввели общую антенну на фюзеляже для УКВ-радиостанции РСИУ-ЗМ и радиокомпаса АРК-5 и объединенный указатель в кабине для гирокомпаса ДГМК-5 и радиокомпаса АРК-5.

Сняли носовую пушку, оставив две НР-23 в корневых частях крыла, а патронные ленты разместили в рукавах в носках крыла (по 120 снарядов на ствол). Под каждой консолью на двух пилонах могли подвешиваться два блока неуправляемых ракет РО-57-8 (ОРО-57К) с восемью снарядами АРС-57 или две бомбы ФАБ-250, а в случае необходимости - два подвесных бака по 760 л; смонтировали прицел АП-57.

Установили катапультное кресло со шторкой, регулируемой по высоте (три положения с общим ходом 120 мм). Спинку кресла защитили 16-мм бронеплитой, располагавшейся позади направляющих рельс катапультного сиденья; они также были защищены (как и головка пиромеханизма) от осколков и снарядов. Перед кабиной появилась 10-мм бронеплита, а для защиты головы пилота 16-мм бронезаголовник.

Тяги от ручки управления самолета вывели под пол кабины. Улучшили обдув цилиндров управления створками регулируемого сопла двигателей за счет изменения патрубков обдува и увеличили до 14 л запас кислорода для летчика (семь шаровых баллонов емкостью по 2 л каждый питали кислородный прибор КП-18).

Станция РП-1 «Изумруд-1» оснащалась двумя сканирующими антеннами. Одна располагалась под полукруглым обтекателем в центре воздухозаборника, а другая - в его верхней «губе». Принцип действия радиолокационного прицела «Изумруд» заключался в облучении заданной зоны пространства узким лучом, приеме и индикации на экране индикатора эхо-сигналов всех целей, находившихся в этой зоне, и переходе к сопровождению выбранного пилотом объекта. Дальность обнаружения цели с эффективной площадью рассеяния 16 м3 составляла 12 км, а сопровождения - всего лишь 2 км.

Постройку первого опытного перехватчика, оснащенного двумя двигателями АМ-9Б (РД-9Б) с форсажной тягой по 3250 кг и получившего шифр изделия СМ-7 (или СМ-7/1), закончили в июле 1954 г. Опытный перехватчик поступил на заводские испытания практически одновременно с самолетом СМ-9/1. Первый вылет на нем выполнил 28 августа 1954 г. летчик-испытатель В.А.Нефедов. Испытания завершились 15 декабря. За это время было выполнено 43 полета с общим налетом 25 часов 36 минут Затем машину передали в ГК НИИ ВВС для проведения Государственных испытаний (двигатели АМ-9Б также проходили цикл испытаний на этой машине), которые закончились 15 октября 1956 г.

К этому времени уже было принято решение об установке на самолетах типа МиГ-19 пушек калибра 30 мм, поэтому вооружение СМ-7/1 на госиспытаниях состояло из двух пушек НР-30 с боезапасом по 120 снарядов на каждую (в дополнение могли подвешиваться два блока по восемь снарядов АРС-57). Оборудование от заявленного в эскизном проекте не отличалось за исключением установки аккумулятора типа 12САМ-28. Два подвесных бака емкостью по 760 л заполнялись горючим не полностью (по 400 л каждый) из-за ограниченной грузоподъемности колес шасси (типоразмер переднего колеса КТ-38 - 500x180А, а основных колес КТ-37 - 660х200В.).

По аналогии с СМ-9/2 и СМ-9/3 в концу 1954 г. были построены второй и третий прототипы перехватчика (СМ-7/2 и СМ-7/3) с таким же оборудованием, как на СМ-7/1. Поскольку проектирование и испытание фронтового истребителя и перехватчика велись параллельно, то все недостатки СМ-9/1 повторились на СМ-7/1, и последующие прототипы подверглись одинаковым доработкам.

Самолеты прошли короткий цикл заводских испытаний, и в январе 1955 г. СМ-7/3 был также предъявлен на Государственные испытания. Летчик-испытатель А. Г.Солодовников, выполнивший на опытных перехватчиках 71 полет, вспоминал:

«СМ-7, как и другие самолеты, имел целый букет недостатков. Летные испытания продвигались медленно, часто прерывались для доработок. В конце марта 1955 г. в первом же приемочном полете, при наборе высоты с форсажем, на высоте около 10.000 метров "потух" один из двигателей, через 2-3 секунды-другой. Двигатель удалось запустить лишь на высоте чуть больше 6000 метров. На одном двигателе самолет идет уверенно, даже с набором высоты. При подходе к аэродрому запустился и второй.

В одном из полетов, уже в Чкаловской, "высосало" тормозной парашют и заклинило реактивное сопло. Один из существенных недостатков в работе двигателей - "зависание оборотов". Выглядело это так: при переводе РУДа вперед или назад, что было ранее, обороты одного из двигателей останавливались, как бы зависали в промежуточном положении. Подобный эффект при полетах на больших высотах особой опасности не представляет и при очень плавном перемещении РУДа их можно вывести из этого положения. Но если зависание оборотов возникнет на взлете - недалеко до беды».

Кроме основной системы управления стабилизатором, на самолете имелась и аварийная - электрическая. Долгое время на нее не обращали внимания, но в одном из полетов летчика-испытателя Г.Т.Берегового ручку управления заклинило. Пилот воспользовался аварийной системой. А.Г.Солодовников так вспоминал об этом случае:

«8 ответ на доклад летчика руководитель полетов приказал выйти в безопасный район и покинуть самолет с парашютом, благо аварийная система для этого и предназначена. Тогда летчик передал:

- Запас топлива на тридцать пять --сорок минут полета. Попробую зайти на посадку с аварийной системой.

Минут через двадцать он доложил, что, манипулируя переключателем аварийного управления, можно довести самолет до высоты пяти-шести метров над посадочной полосой, и попросил обеспечить посадку.

Самолет снижался по очень пологой траектории. Высота двадцать метров. Это самый ответственный момент: малейшая ошибка в технике пилотирования, и машина или взмоет, или врежется в землю. Высота меньше 10 м, посадочная полоса под самолетом. Он, плавно снижаясь, начал медленно поднимать нос. Но колеса уже коснулись бетона, и машина спокойно побежала по полосе.

Эту посадку летчик выполнил только благодаря исключительной выдержке и безукоризненной технике пилотирования. Ошибки при выполнении посадки были недопустимы, так как червячная передача аварийной системы вращалась довольно медленно.»

В Государственных испытаниях опытных перехватчиков, кроме А.Г.Солодовникова и Г.Т.Берегового, принимали участие также летчики ГК НИИ ВВС В.Г.Иванов, Н.П.Захаров и С.А.Микоян. После их завершения самолет был рекомендован к запуску в серийное производство и принятию на вооружение.

Под обозначением МиГ-19П (изделие «62») перехватчик СМ-7 в 1955 г. был запущен в серийное производство на заводе №21 в Горьком. Серийные машины отличались от опытных заостренной формой обтекателя антенны АР-18-16. На самолетах поздних серий взамен РЛС РП-1 «Изумруд-1» ставилась более совершенная станция РП-5 «Изумруд-2», которая имела угол обзора по азимуту 60°, по углу места +26°/-14" и дальность - 12 км. На перехватчиках, оснащенных РП-5, в кабине появился экран с тубусом. Помимо вооружения и спецоборудования, от МиГ-19С самолет отличался отсутствием триммера на руле направления (на самолетах последних серий триммер устанавливался), и меньшим количеством воздухозаборников хвостового отсека фюзеляжа. В кабине появился довольно громоздкий тубус экрана РЛС, что в сочетании с удлиненной носовой частью фюзеляжа ухудшило обзор.

Первые серийные машины выпускались с двумя пушками НР-23, но вместо них вскоре стали устанавливать более мощные НР-30. Запас кислорода на МиГ-19П составлял 10 л (в пяти шаровых баллонах по 2 л).

В 1955 г. на истребитель-перехватчик МиГ-19П была установлена аппаратура «Горизонт-1», предназначавшаяся для управления самолетом при наведении на цель и для передачи с перехватчика на командный пункт кодированных сигналов скорости, курса, высоты и специальных команд через связную радиостанцию. В качестве связной радиостанции использовалась доработанная для совместной работы с аппаратурой «Горизонт-1»станция РСИУ-ЗМГ «Клен». С указанным оборудованием перехватчик иногда обозначался как МиГ-19ПГ. Перехватчик получил в НАТО кодовое обозначение «Farmer-B».

Истребители МиГ-19ПГ выпускались в начальной стадии серийного производства и эксплуатировались в частях авиации ПВО наряду с самолетами МиГ-19П, которые поставлялись в авиаполки ВВС, ПВО и морской авиации. Со временем систему наведения на цель изменили, при этом аппаратура «Горизонт-1» и радиостанция РСИУ-ЗМГ на серийных перехватчиках уже не ставились (последнюю заменили на РСИУ-4В).

Кроме Советского Союза МиГ-19П были приняты на вооружение ВВС и авиации ПВО еще четырех стран Варшавского договора. Самолет значительно усилил боевой потенциал сил ПВО, но по сравнению с фронтовым истребителем у него появился целый ряд новых дефектов и прежде всего - многочисленные отказы РЛС. Перемещение основного ПВД на крыло также стало причиной нескольких происшествий, в том числе ожогов рук (штанга ПВД имела электрообогрев).

Как уже упоминалось ранее, в середине 50-х гг. военные несколько потеряли интерес к «девятнадцатому». В 1956 г. главкомат ВВС снизил общий заказ промышленности не только на фронтовой истребитель МиГ-19С, но и на перехватчик МиГ-19П (было заказано всего 200 перехватчиков). И тому были вполне определённые причины. Фактически по летным данным перехватчик даже несколько уступал фронтовому истребителю. Максимальная скорость составляла 1432 км/час, практический потолок - 17.250 м, высоту 10.000 м машина набирала за 1,2 мин, дальность полета с подвесными баками не превышала 1520 км.

МиГ-19П значительно усилили боевой потенциал ПВО, но «порадовали» авиаторов целым букетом новых дефектов и прежде всего многочисленными отказами РЛС. Перемещение ПВД на крыло также стало причиной ЧП, в том числе ожогов рук (штанга ПВД имела электрообогрев), а в Польше произошел совершенно необычный случай. В 1959 г. поручик Р.Операч совершал тренировочный полет на МиГ- 19П на высоте 3100 м при скорости около 1000 км/ч. В ходе маневров произошел обрыв правой снарядной ленты. Она съехала к концу крыла и, ударив по месту крепления ПВД, замкнула датчик АРУ на режим малых скоростей. Расход рулей резко возрос, и пилот даже небольшими движениями ручки управления вызвал резкие, с огромными перегрузками маневры самолета. Летчик ранил голову о переплет фонаря, несколько раз кратковременно терял сознание и смог справиться с машиной, только уменьшив тягу двигателей. На земле определили, что диапазон перенесенных им перегрузок составил от +10 до -5 g.

МиГ-19П состояли на вооружении четырех стран Варшавского договора. В конце 1957 г. ЧССР получила 27 перехватчиков, поступивших в 1-й и 11-й ИАП. Летом 1958 г. первые из 12 МиГ-19П получил 28-й ИАП ВВС Польши, дислоцировавшийся в Слупск-Редзиково, где они находились до 1966 г. Румыния приобрела 10 самолетов в 1959 г. и 5 - в 1960 г. Они эксплуатировались в 66-й НАД в Девеселуле до начала 70-х гг. В 1966 г. Болгария получила от Польши ее бывшие МиГ-19П. На авиабазе Доброславцы они применялись до 1975 г. Пять разобранных машин были переданы в КНР.

Крупнейшим производителем МиГ-19 стала КНР. По ряду оценок, за «Великой стеной» до 1986 г. выпустили более 4000 таких машин, включая учебно-тренировочные. Китайские инженеры смогли доработать истребитель, сделав его надежным и неприхотливым. Самолет широко поставлялся на экспорт, стал одним из самых распространенных сверхзвуковых истребителей планеты и заслужил отличную репутацию в многочисленных локальных конфликтах. А началась история китайского «девятнадцатого» в 1957 г., когда между СССР и КНР был подписан договор о лицензионном выпуске МиГ-19П (J-6) и двигателя РД-9Б (WP-б). Чуть позже стороны заключили аналогичное соглашение по МиГ-19ПМ, а в конце 1959 г., перед самым разрывом отношений между странами - по МиГ-19С. СССР передал техдокументацию пять разобранных МиГ-19П. Участие в производстве советских специалистов не предусматривалось. В марте 1958 г. авиазавод в Шеньяне приступил к сборке истребителей. Первый самолет, пилотируемый Ван Юхаем, взлетел 17 декабря 1958 г. Из-за низкого уровня производства первый J-6 китайской постройки летчик By Кемин поднял в воздух лишь 30 сентября 1959 г. Особенно большим количеством дефектов отличались двигатели WP-6, технологически слишком сложные для авиапромышленности КНР. Лишь в конце 1960 г. их качество довели до приемлемого уровня. В мае 1958 г. в КНР провозгласили политику «большого скачка», что подразумевало в том числе и резкое увеличение выпуска вооружений. МиГ-19П был слишком сложной машиной, поэтому его сборку перевели на менее мощный Наньчаньский авиазавод, а освободившиеся цеха в Шеньяне отвели под постройку более простого МиГ-19С (также обозначавшегося J-6).

В 1968 г. войска стран Варшавского договора участвовали в ликвидации «отклонений в строительстве социализма» в Чехословакии. Ввиду вероятных вооруженных провокаций со стороны НАТО, на чешские аэродромы перебазировали несколько авиаполков из СССР, в том числе МиГ-19П из Прикарпатского ВО. Поскольку передислокация наземного персонала задерживалась, на месте самолеты первое время обслуживались польскими техниками. Воздушные границы ЧССР неоднократно нарушались различными летательными аппаратами со стороны ФРГ и Австрии. 12.10.1959 г. пилоты S-105 Я.Буреш и Й.Файкс принудили к посадке на аэродром Карловы Вары итальянский F-84F. В сентябре 1960 г. чехословацкие летчики заставили приземлиться американский F-100.  Вероятно, это единственный случай встречи в боевой обстановке истребителей такого типа. Применялись МиГи этой страны и для борьбы с аэростатами.