Серийный выпуск оснащенного радаром перехватчика, получившего обозначение МиГ-19П, был начат на ГАЗ-21 в Горьком в 1955 году. Выпущенные самолёты немедленно передавались в истребительную авиацию ПВО. Все МиГ-19П, а позднее МиГ-19ПМ, были построены на ГАЗ -21.
Серийный МиГ-19П имел ряд внешних отличий от прототипа СМ-7/2. Обтекатель антенны радара в воздухозаборнике полу чил коническую форму вместо каплевидной, по типу МиГ-17ПФ, использовавшейся на СМ-7/2. В носовой части по левому борту появились два люка (один квадратной формы, другой круглой). Большинство серийных МиГ-19П имели в носовой части две небольшие антенны АР-32 системы СРО-2. Изменилась конструкция фонаря кабины и установлен гаргрот, из-за чего были удалены воздухозаборник и антенна на верхней части фюзеляжа. Сверху центральной части фюзеляжа появилось две пары жалюзи. Также жалюзи появились на форкиле. В хвостовой части, в районе выхлопной трубы, были добавлены четыре воздухозаборника. Исчез обтекатель антенны системы предупреждения "Сирена-2" с вершины киля.
МиГ-19П также имел ряд отличий от МиГ-19С, самым заметным из которых была установка радара, кроме того, изменилось положение приемника воздушного давления - на МиГ-19С он размещался в носовой части под воздухозаборником, а на МиГ-19П его перенесли на законцовку правого крыла. Вместо фотокинопулемета АКС-3М в верхней губе воздухозаборника стали устанавливать ФКП С-13-100-ОС в обтекателе по правому борту носовой части. Ёмкость кислородной системы увеличили до пяти баллонов (по 5 литров каждый) и обновили радиооборудование - вместо радиостанции РСИХ-3МГ МиГ-19 позднего выпуска получили более совершенную РСИУ-4В.
На МиГ-19С использовалось вооружение из трех 30-мм пушек НР-30, а на МиГ- 19П установили в корне крыла две 23-мм пушки НР-23 с боезапасом 120 выстрелов на ствол. Носовую пушку удалили, также, как и радиодальномер СРД-1. МиГ-19П мог нести под крылом контейнеры ОРО-57К с неуправляемыми ракетами. Полностью перепроектировали расположение воздухозаборников для системы охлаждения в хвостовой части. МиГ-19С имел три воздухозаборника, располагавшихся один над другим. На МиГ-19П было два воздухозаборника, слегка сдвинутых относительно друг друга. Кроме того, воздухозаборник, располагавшийся на МиГ-19С сразу за щитком бокового воздушного тормоза, сдвинули немного назад.
Машины раннего выпуска были оснащены радаром РП-1, а на более поздние МиГ-19П стала устанавливаться усовершенствованная РЛС РП-5 (кодовое обозначение НАТО Scan Odd). РП-5 имела увеличенные сектор обзора и дальность обнаружения цели, но внешне не отличалась от РП-1. РЛС РП-5 работала совместно с оптическим прицелом АСП-5НМ.
Некоторые МиГ-19П имели антенну ответчика СРО-2, располагавшуюся в носовой части фюзеляжа, позади круглого лючка. Некоторые истребители получали в строевых частях доработанный руль направления, по типу использовавшегося на МиГ-19ПФ, с триммером, которого изначально не было на МиГ-19П.
МиГ-19П стал первым сверхзвуковым всепогодным перехватчиком, принятым на вооружение в Советском Союзе. Эти самолёты стремились разместить в наиболее уязвимых для западных самолетов-разведчиков районах страны. Советские пилоты не раз пытались сбить нарушителей, но не добивались успеха. Зато МиГ-19П использовались для уничтожения аэростатов с фотооборудованием, которые также использовались Западом для разведки. 9 апреля 1960 года самолёт-шпион нарушил воздушную границу на юге СССР, но поднятые по тревоге МиГ-19П оказались не в состоянии перехватить его. 1 мая 1960 года, в День Международной солидарности трудящихся, МиГ-19П снова были подняты на перехват американского разведчика U-2. Пилот ЦРУ Френсис Гарри Пауэрс взлетел с авиабазы Пешевар в Пакистане, чтобы, пролетев 5900 км над территорией СССР приземлиться на авиабазе Бордо в Норвегии. Пентагон и Госдепартамент США рассчитывали, что в этом полёте будут сфотографированы такие важные объекты, как индустриальные центры, базы стратегических бомбардировщиков и позиции ЗРК.
К югу от Свердловска были запущены первые ракеты ЗРК В-75 "Двина", но ни одна из них не попала в U-2. На авиабазе Свердловска находился один новый истребитель Су-9, который перегоняли с завода в полк ПВО. На самолёте не было вооружения, а его пилот, капитан И. Ментюков не имел высотного костюма. Тем не менее, был отдан приказ перехватить U-2 и уничтожить его тараном. Наведение Су-9 осуществлялось с земли, но его пилот не смог обнаружить нарушителя. Из-за работы двигателя на форсаже истребитель вскоре израсходовал топливо и вынужден был вернуться на базу.
В 8:43 по местному времени с аэродрома Свердловска взлетели два МиГ-19П, пилотируемые капитаном Б. Айвазяном и лейтенантом С. Сафроновым, чтобы перехватить U-2 Пауэрса. Через несколько минут полёта они заметили большой взрыв в небе, который приняли за самоликвидацию зенитной ракеты. На самом деле, ракета В-75 всё-таки поразила U-2. Согласно советским данным, на самолёт-разведчик было нацелено четырнадцать зенитных ракет.
Поскольку командиру военного района было неизвестно, что U-2 уничтожен, МиГи получили приказ продолжать поиск цели и был дан новый залп ракетами. Не найдя цели ракеты самоликвидировались, но их обломки "забили" радары истребителей. Одна из ракет попала в самолёт лейтенанта Сафронова, который был вынужден катапультироваться и погиб. Капитану Айвазяну пришлось резко спикировать, чтобы не быть пораженным другой ракетой. Так завершился последний полёт U-2 над Советским Союзом. МиГ-19П румынских ВВС несет два блока ОРО-57К с неуправляемыми ракетами на подкрыльевых пилонах. Необычно расположена антенна ответчика СРО-2 по левому борту - на большинстве МиГ-19С она устанавливалась за нишей передней стойки шасси. Пилот одет в старомодный кожаный шлем, напоминающий использовавшиеся во время Второй Мировой войны. Стандартное вооружение МиГ-19С состояло из двух пушек НР-23.
Когда был налажен выпуск ракет Р-3С (АА-2 Atoll), большое число МиГ-19П было переделано в их носители. Самолёты получили пилоны с пусковыми установками под каждым крылом. Главный недостаток состоял в том, что МиГ-19П могли нести только вариант ракеты Р-3С с инфракрасным наведением. Поскольку РЛС РП-5 была несовместима с полуактивной радиолокационной головкой самонаведения ракеты Р-3Р (АА-2 Advanced Atoll). Для тренировочных полётов могли использоваться инертные ракеты Р-3У и Р-3П. Они содержали только электронику для наведения, но не имели двигателя и боевой части. Доработка самолётов в носители ракет Р-3С осуществлялась в частях, ни одной такой машины не было построено на авиазаводе. Комплекты для доработки поставлялись и за пределы Советского Союза, странам, имевшим на вооружении МиГ-19П, например, Болгарии.
Когда ПВО в достаточном количестве стали доступны более совершенные перехватчики, такие как МиГ-19ПМ и МиГ-21Ф-13, большинство МиГ-19П было передано Фронтовой авиации и учебным подразделениям. Также эти самолеты стали поставляться на экспорт.
В ходе вторжения в Чехословакию в 1968 году Советский Союз срочно собрал все доступные истребители в Прикарпатском военном округе, включая большое число устаревших МиГ-19П. Эти самолёты получили две красных полосы в хвостовой части фюзеляжа - такую маркировку получили все советские истребители, участвовавшие во вторжении. Первые МиГ-19П прибыли в Чехословакию 19 сентября. Но из-за нехватки техников их обслуживанием занимались поляки.
МиГ-19П Авиации ПВО несли двузначные бортовые номера синего цвета, обычно с черной окантовкой. МиГ-19П экспортировались в четыре страны Варшавского Договора: Болгарию, Чехословакию, Польшу и Румынию. Большинство этих самолётов уже успело послужить в частях советской ПВО.
Во второй половине 1957 года двадцать семь МиГ-19П в разобранном виде были доставлены на чешскую авиабазу Кбелы. После сборки и облета эти самолёты передали чешским ВВС. Эти машины передали в те полки, где уже эксплуатировались МиГ-19С - 1-й Истребительный полк в Чешских Будейовицах и 11-й Истребительный полк в Затеке.
В середине 1958 года первые МиГ-19П поступили в одну из эскадрилий 28-го Истребительного полка ВВС Польши, базировавшегося в Слунс-Редзиково. Освоению самолёта мешало то, что поставленные Польше техническая документация и руководства по эксплуатации относились к модификации МиГ-19С... Польские МиГ-19П были впервые публично продемонстрированы во время авиационного парада 22 июля 1959 года. Когда в 1966 году поляки перевооружались на МиГ-21ПФМ, большая часть их МиГ-19П была передана Болгарии. Все польские МиГ-19П несли трехзначные бортовые номера красного цвета и знаки национальной принадлежности на задней части фюзеляжа, киле и нижней поверхности крыла. На верхнюю поверхность "шаховицы" не наносились.
В 1959 году десять МиГ-19П было поставлено в Румынию, которая годом позже получила ещё пять машин. На румынских пилотов самолёт впечатления не произвел, впрочем, как и на поляков. Только 66-я Истребительная авиадивизия в Деве-селуле была вооружена МиГ-19П и МиГ- 19ПМ. Позже это подразделение перебросили на авиабазу Борека. Сначала румынские МиГ-19П получили бортовые номера красного цвета с 001 по 015, но в 1965 году первую цифру в них поменяли с "0" на "7". Незадолго до снятия самолёта с вооружения первую цифру поменяли с "7" на "8". Знаки национальной принадлежности наносились на хвостовой части фюзеляжа, киле и нижней поверхности крыла. На румынских МиГ-19П, а позднее МиГ-19ПМ, верхняя поверхность корневой части крыла красилась в черный цвет. Основной задачей этих самолётов была противовоздушная оборона столицы Румынии Бухареста. Некоторые румынские МиГ-19П имели антенну ответчика ОРО-2 в носовой части по левому борту. Самолёты могли нести блоки ОРО-57К с неуправляемыми ракетами. Болгарские ВВС имели одну эскадрилью МиГ-19ПМ в составе полка ПВО, базировавшегося в Доброславицах. Первые самолёты этого типа поступили в 1966 году - это были бывшие польские истребители из 28-го и 39-го Истребительных полков. Болгарские МиГ-19П несли трехзначные бортовые номера без черной окантовки. Последние МиГ-19П были сняты с вооружения болгарских ВВС в 1975 году.
