J-8F是开发自从不怎么成功的J-8C计划的一个改进型号。F型被认为是首款真正的“多用途”战斗机并且还是J-8II系列中功能最强大的一个型号。J-8F增加的新功能包括新的火控雷达（JL-10或1492型）、能够发射PL-12(SD-10)主动雷达制导中程导弹(MRAAM)、“镜面”坐舱以及更强大的WP-13BII涡轮喷气发动机（每台二次燃烧的推力可达~7,000kg）。此外，F型战机的空对地/对舰攻击能力也被加强。与J-8D改进型一样，J-8F可能还装有空中加油管。
J-8F在外观方面与J-8II系列的早期改进型总体上相似。其最显著的特征是两个机翼上的两个翼栅（以前改进型只有一个）以及机鼻处的雷达天线罩新的火控雷达具有无线电命令转发器，能够在PL-12MRAAM进行“超视距（BVR）”攻击期间对其进行中途更正。如果需要，该雷达可能还会引导俄制MRAAM，如R-27(AA-10)和R-77(AA-12)。该雷达同时改进了空对地和空对海模式，可发射一系列精确制导武器，包括激光或卫星制导炸弹和俄制Kh-31反舰导弹。
尽管J-8F还未如先进战斗机（如Su-27或Su-30）一般强大，但是它可作为PLAAF现有四代战斗机的相对廉价的辅助。F型首飞于2000年，并在2004天春季首次成功试射PL-12MRAAM。F型于2003年进入PLAAF服役并且目前仍在生产。
挂雷石制导炸弹的歼-8F。表明已入役成军。
