• Kh-31A - trang bị đầu dò chủ động với nhiệm vụ chống tàu, từ tàu thường đến tuần dương hạm, tầm bắn 25 km–50 km (13.5–27 hải lý; 15.5–31 dặm).[1] Tên lửa bay là trên mặt biển đến khi áp sát được mục tiêu.
• Kh-31P (Kiểu 77P)[3] - trang bị đầu dò bị động với nhiệm vụ chống radar. Bay trên độ cao lớn trong cả quá trình bay, cho phép đạt tốc độ cao lớn và tăng tầm bắn lên 110 km (60 nmi; 70 mi). Đầu dò có 3 module có thể thay thế nhằm bao phủ nhiều dải tần số radar khác nhau,[7] nhưng chung chỉ có thể thay đổi tại nhà máy.
• Kh-31AD/Kh-31PD ("Kh-31 Mod 2") - tăng tầm bắn thêm 30% so với Kh-31A/P, chiều dài tăng từ 4.70 m (15 ft 5 in) lên 5.23 m (17 ft 2 in).[13]
• Kh-31AM/Kh-31PM - nâng cấp đáng kể các hệ thống điện tử và động cơ, đưa vào trang bị giai đoạn 2005-2006. Nâng cấp sức kháng cự đối với các biện pháp đối phó từ quân địch, ngòi nổ tốt hơn, và hệ thống động cơ 31DP cải tiến có khả năng tăng tầm bắn trong khi trọng lượng lại nhỏ hơn. Kh-31AM có đầu dò chủ động RGS-31 cải tiến, trong khi Kh-31PM thay thế đầu dò L-111, L-112 và L-113 bằng một khối đa băng sóng có tên gọi L-130.[14] Tầm bắn tăng lên tới 140–160 km đối với Kh-31AM và tới 200 km đối với Kh-31PM
• MA-31 - hệ thống đo xa và các hệ thống khác được lắp đặt bởi McDonnell Douglas/Boeing trên bia bay trang bị cho hải quân Mỹ. Thử nghiệm diễn ra trong giai đoạn 1996-1999; một phiên bản nâng cấp với GPS là MA-31PG, được giới thiệu cho hải quân nhằm thay thế cho MQM-8 Vandal, nhưng hải quân đã chọn mua GQM-163 Coyote. Thậm chí với thiết bị bổ sung, MA-31 có khả năng bay tốc độ Mach 2.7 và chịu tải 15g khi bay đến mục tiêu (bay lướt trên mặt biển), và bay với tốc độ Mach 3.5 trong chế độ ARM ở độ cao 48.000 ft (15.000 m)..[2]
• KR-1 - phiên bản xuất khẩu của Kh-31P cho Trung Quốc vào năm 1997.[7] Nó được xem như thuộc lô KR-1 đầu tiên Zvezda bán cho Trung Quốc, trước khi KR-1 được sản xuất ở Trung Quốc.[7] So với phiên bản gốc có 3 modunle đầu dò, KR-1 có 1 đầu dò K-112E phát hiện mục tiêu trong dải sóng D, F và S; và cụ thể là các radar của Đài Loan.[3]
• YJ-91 Ying Ji 91 - tên lửa của Trung Quốc dựa trên phiên bản Kh-31P, tầm bay lớn hơn không đáng kể, và dễ dàng chuyển đổi đầu dò. Một phiên bản chống tàu cũng được phát triển trang bị đầu dò nội địa, và dự định phát triển trang bị cho tàu ngầm. Tên gọi YJ-91 được sử dụng vào năm 1997, và có thể có tên Trung Quốc là YJ-93 cho loại tên lửa Kh-31 của Nga[7]. Năm 2005, tên gọi YJ-93 được áp dụng cho loại tên lửa được chế tạo tại Trung Quốc,[9] nhưng những báo cáo của Phương Tây thường không phân biệt giữa YJ-91 và YJ-93.

Phiên bản không đối không chủ động/bị động nhằm tiêu diệt các máy bay AWACS bay chậm được gọi là "kẻ tiêu diệt AWACS", được công bố tại triển lãm hàng không Moscow với tầm bay 200 km (110 hải lý; 120 dặm).[3] Tầm bay này ít hơn so với 300–400 km (160-220 nmi; 190-250 dặm) của Vympel R-37 (AA-13 'Arrow') và Novator R-172, nhưng phiên bản của Kh-31 có thể trang bị đại trà cho nhiều loại máy bay. Tuy nhiên điều này có thể chỉ là hình thức tuyên truyền; năm 2004 Tập đoàn Tên lửa Chiến thuật của Nga "phủ nhận dứt khoát" việc họ đang phát triển phiên bản không đối không của Kh-31.[8] Năm 2005 những tin đồn về việc phát triển "kẻ tiêu diệt AWACS" dựa trên mẫu chống hạm vẫn xuất hiện, và Trung Quốc đã sửa lại YJ-91, bắt nguồn từ Kh-31P nhằm sử dụng cho mục đích tương tự.[4]