Vào ngày 20 tháng 4 năm 1951, OKB-155 (OKB - Cục thiết kế thực nghiệm) đã trình bày loại máy bay mới, tiếp sau mẫu máy bay chiến đấu MiG-17 dưới tên gọi là "I-340". Loại máy bay mới có 2 động cơ phản lực Mikulin AM-5 không có khả năng đốt nhiên liệu phụ (một phiên bản yếu hơn cũng được giới thiệu được trang bị động cơ Mikulin AM-3) với công suất (lực đẩy) 4.410 lbf (19.6 kN). I-340 có thể đạt tới vận tốc 725 mph (1.160 km/h; Mach 1) trên độ cao 6.560 ft (2.000 m) và 675 mph (1.080 km/h; Mach 0.97) trên độ cao 33.000 ft (10.000 m), đạt độ cao 33.000 ft (10.000 m) trong 2.9 phút, và có trần bay khoảng 55.000 ft (17.500 m). Loại máy bay mới ký hiệu là "SM-1", được thiết kế dựa trên khung của "SI-02" (mẫu đầu tiên của MiG-17, khung mới đã được thiết kế mới một số chi tiết để có thể lắp được 2 động cơ bên trong so với 1 động cơ của MiG-17. Máy bay được hoàn thành vào tháng 3 năm 1952. Máy bay mới có một buồng lái điều áp không đầy đủ, động cơ máy bay hay gây ra những tình huống bất thường như hay bốc cháy và bộ điều chỉnh không vận hành tốt. Động cơ này được cải tiến từ động cơ tiêu chuẩn AM-5A với lực đẩy lên tới 4.740 lbf (21.1 kN), động cơ này vượt quá công suất của động cơ Klimov VK-1F, làm thùng xăng phụ không thể cung cấp đủ nhiên liệu cho nó vận hành lâu dài. SM-1 vừa đủ thông số trở thành máy bay siêu âm, có thể bay với vận tốc 745 mph (1.193 km/h; Mach 1.03) trên độ cao 16.400 ft (5.000 m). Những đặc tính đó cho thấy mẫu máy bay SM-1 không đủ khả năng trở thành một loại máy bay chiến đấu siêu âm mới và động cơ AM-5F với thùng nhiên liệu phụ đã được đề nghị thay thế cho động cơ cũ. Nhưng loại động cơ này lại không được cung cấp đầy đủ, và AM-5F đã trở thành cơ sở của loại động cơ Tumansky RD-9 có sức thuyết phục hơn để đưa vào sản xuất máy bay. Những phát triển xa hơn có kết quả là "I-360" có 2 động cơ phản lực đã được hội đồng dân ủy chấp nhận, nó có ký hiệu là "SM-2", nó được cung cấp lực đẩy từ động cơ AM-5F, nhưng có chi tiết được đánh giá cao loại cánh xuôi góc lớn.

Vào ngày 15 tháng 8 năm 1953, cục thiết kế thực nghiệm Mikoyan-Gurevich đã đưa ra một loại máy bay mới, nó đã tạo nên một thế hệ máy bay chiến đấu mới. OKB đã đưa ra 2 thiết kế, bản thứ nhất một động cơ Klimov VK-7, bản thứ hai 2 động cơ Mikulin AM-9Fs. Loại máy bay chiến đấu 2 động cơ có ký hiệu là "SM-9", hơn nữa việc sản xuất SM-9 với tên gọi MiG-19, có cơ sở nền tảng từ mẫu SM-2. Mẫu thử nghiệm đầu tiên của SM-9 là "SM-9/1" bay lần đầu tiên vào ngày 5 tháng 1 năm 1954. Thùng nhiên liệu phụ đã không được lắp trong lần bay đầu tiên, nhưng nó được lắp vào trong lần bay thử thứ 2 và máy bay đã đạt đến vận tốc Mach 1.25 trên độ cao 26.400 ft (8.050 m). Lần bay tiếp theo vận tốc đã được nâng lên Mach 1.44. Những thông số trên là cơ sở của một loại máy bay mới có hiệu suất bay đầy hứa hẹn, MiG-19 được đặt sản xuất hàng loạt vào 17 tháng 2 năm 1954, mặc dù Hội đồng Dân ủy muốn có sự thử nghiệm đến trước tháng 9 năm 1954. Chiếc máy bay thành phẩm đầu tiên được giới thiệu vào tháng 3 năm 1955.

Ban đầu một số vấn đề đã làm nản lòng một số kỹ sư thiết kế. Điều gây hoang mang là khả năng nổ tung của thùng chứa nhiên liệu trong thân máy bay bởi nhiệt độ do động cơ gây ra, khi mà thùng nhiên liệu lại được lắp ở giữa các động cơ. Sự triển khai máy bay trong những cuộc tập trận với tốc độ cao chính là nguyên nhân chính khiến máy bay rơi. Bánh lái thiếu độ chính xác khi đang bay với tốc độ cao. Nó hạ cánh với tốc độ 145 mph (230 km/h) (so với 100 mph (160 km/h) của MiG-15), các phi công không được huấn luyện chuyển tiếp một cách cẩn thận do không có máy bay huấn luyện 2 chỗ của MiG-19. Với những vấn đề như vậy đã dẫn đến sự xuất hiện của mẫu thứ hai mang tên "SM-9/2", mẫu máy bay mới được thêm vào phanh hãm bằng không khí thứ 3 ở bụng, đưa vào hệ thống chống rung chống lại những dao động gây ra cho phi công trong khi bay với tốc độ âm thanh. Những cải tiến đó đã giúp MiG-19 cải thiện hiệu suất bay của mình, khiến nó trở thành loại máy bay số một trong những cuộc không chiến thời ấy. Mẫu SM-9/2 bay lần đầu tiên vào ngày 16 tháng 9 năm 1954, và đi vào sản xuất với tên gọi MiG-19S.

Có tổng cộng khoảng 8.500 chiếc MiG-19 được sản xuất, chủ yếu ở Liên Xô, nhưng MiG-19 cũng được sản xuất ở Trung Quốc với tên gọi là Shenyang J-6 và ở Tiệp Khắc với tên gọi Avia S-105. Nó phục vụ trong không quân nhiều quốc gia trên thế giới, gồm có cả Cuba, Việt Nam Dân Chủ Cộng Hòa, Ai Cập, và Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Triều Tiên, Pakistan. MiG-19 được nhìn thấy các cuộc không chiến trong suốt chiến tranh Việt Nam, Chiến tranh Sáu ngày năm 1967 và chiến tranh Bangladesh năm 1971.Tất cả các biến thể của MiG-19 được sản xuất ở Liên Xô là loại có một chỗ ngồi. Mặc dù Trung Quốc phát triển mẫu máy bay huấn luyện JJ-6 cho Shenyang J-6, nhưng những người Liên Xô tin rằng việc điều khiển bằng tay dễ dàng không cần thiết phải thay đổi máy bay huấn luyện là MiG-15UTI.

Tại Liên Xô, MiG-19 nhanh chóng được thay thế bởi MiG-21 hiện đại hơn. Ở Trung Quốc thì Shenyang J-6 vẫn là loại máy bay chủ lực của không quân giải phóng nhân dân Trung Quốc, và nó được phát triển thành loại Nanchang Q-5 (tên ký hiệu của NATO là "Fantan"), một loại máy bay tấn công. MiG-19 và các biến thể của nó đã gây nhiều sự sửng sốt vì khả năng điều khiển bằng tay dễ dàng và hỏa lực mạnh, với 3 khẩu pháo 30 mm NR-30 có thể bắn ra cùng lúc 40 lb (18 kg) đạn, đủ để kẻ địch thảm bại trong các trận chiến.