Selain dipasang pada Sukhoi Su-27/30, Su-33, MiG-29, serta Su-35. Sejumlah varian R-27 juga bisa digunakan pada jet tempur yang lebih tua, contohnya MiG-23 serta Yak-141. Untuk pengalaman tempurnya, R-27 diklaim berperan besar pada saat Perang Teluk I (1990-1991). Informasi dari Rusia mengatakan bahwa pesawat B-52G berhasil dijatuhkan oleh MiG-29 AU Irak dengan rudal R-27, walaupun tidak hancur tapi rusak parah. Pernyataan itu lalu disangkal oleh AS yang menyatakan kalau itu akibat friendly fire yang berasal dari jet F-4G Wild Weasel yang menembakkan rudal HARM (high speed anti radiation missile).
