Разработка многоцелевого МиГ-29СМ поколения «4+» с открытой архитектурой ави-оники, ставшего дальнейшим развитием МиГ-29С, началась в середине 1990-х. Тогда в состав вооружения машины включили управляемые ракеты Х-29Т и корректируемые авиабомбы КАБ-500Кр ГСН. Для отображения видовой информации от ГСН бомб и ракет в систему управления вооружением включили телевизионный канал с автономным вычислителем. Для отработки применения управляемого вооружения в 1995 году модернизировали два МиГ-29. На одном из них видеоизображение от ГСН выводилось на стандартный индикатор, на другом — на экран электронно-лучевой трубки, как на МиГ-29М.
Испытания, завершившиеся в 1996 году, показали, что боевая эффективность истребителя с двумя ракетами Х-29Т или четырьмя бомбами КАБ-500Кр при решении ударных задач приближалась к F-16C и по критерию эффективность — стоимость превышала возможности F/A-18C и «Миража» 2000-5. Все это стало основанием для модернизации МиГ-29С в вариант «СМ», усиленный противорадиолокационными ракетами Х-31П.
Следующим вариантом самолета стал МиГ-29СМТ (изделие «9-17»), отличающийся от предшественника новым информационно-управляющим полем кабины с цветными многофункциональными жидкокристаллическими индикаторами и многофункциональными пультами управления. Кроме этого, установили модернизированную бортовую РЛС «Жук» с режимом картографирования и накладной топливный бак в увеличенном гаргроте. Предусмотрели топ-ливоприемник (по левому борту) для дозаправки в полете, а часть топлива разместили в доработанной хвостовой части планера. Все это позволило довести дальность полета машины до 3500 км.
В процессе разработки машины предполагалось, как и на МиГ-29М, разместить дополнительное топливо в наплыве центроплана, но из-за дорогостоящей переделки планера от этой идеи отказались.
Все это в совокупности более чем в три раза повысило боевую эффективность самолета. При этом эксплуатационные расходы сократились почти на 40%.
Путь к этому самолету был непрост. Главным препятствием считалось тяжелое финансовое положение страны, не допускавшее закупку современной авиатехники. В то же время следовало разрабатывать и производить «противоядия» появившимся новым видам вооружения вероятного противника.
В августе 1997 года приступили к переоборудованию одного из «изделий 9-12», построенного в 1982-м, в вариант МиГ-29СМТ, и 27 ноября машина поднялась в воздух. Затем к этому процессу подключили два МиГ-29С. На одном из них обновили приборное оборудование кабины, предусмотрев два многофункциональных жидкокристаллических индикатора. Истребитель дорабатывали несколько раз. Сначала обводы его фюзеляжа привели в соответствие с обликом МиГ-29СМТ, а затем оснастили съемным модулем системы дозаправки топливом в воздухе. На втором опытном МиГ-29С отрабатывали модернизированную РЛС Н019МП «Жук-МЭ» (диаметр щелевой антенной решетки — 624 мм) с дальностью обнаружения цели в свободном пространстве в зависимости от ракурса от 50 до 120 км, на фоне земли — от 40 до 110 км, а надводных целей (типа эсминец) — до 300 км. «Жук-МЭ» помимо увеличенной дальности обнаружения обеспечивает сопровождение до десяти воздушных целей и одновременный обстрел ракетами четырех из них.
Третью машину оснастили новой топливной системой с накладным баком.
Свой окончательный облик МиГ-29СМТ приобрел в 1998 году, и 22 апреля состоялся его первый полет.
В том же 1998 году на авиасалоне ILA-98 в Берлине руководители МАПО «МиГ» объявили о возможной установке на самолет двигателей РД-43 с увеличенной до 10 000 кгс, уменьшенным на 3—5% удельным расходом топлива и цифровой системой управления. С тех пор прошло свыше десяти лет, а новый двигатель так и не создали.
Из-за высокой стоимости модернизации военные не решались на заключение контракта с промышленностью, и лишь в январе удалось договориться с разработчиком о приемлемом с точки зрения эффективность — стоимость варианте доработки строевых МиГ-29 в вариант «СМ». По своему облику и боевым возможностям МиГ-29СМ очень близок к белорусскому истребителю МиГ-29БМ. Четыре такие машины были модернизированы в 2005 году на 558-м АРЗ в Бара-новичах (Белоруссия).
Что касается МиГ-29СМТ, то его серийное производство освоено в 2004 году.
Упоминается также проект самолета радиотехнической разведки МиГ-29РБФ.