В середине 50-х годов на вооружение советских ВВС была принята ракета воздух-воздух с радиолокационным наведением РС-2У (АА-1 Alkali). Сначала она использовалась на МиГ-17ПМ, ставшим первым в советских ВВС всепогодным истребителем с ракетным вооружением.
7 января 1956 года приступили к созданию опытного самолёта СМ-7/М - серийный МиГ-19П переделали в ракетоносец. Основные компоненты, такие, как радар РП-2У и пусковое устройство АПУ-4 были позаимствованы с МиГ-17ПМ, что позволило значительно ускорить ход работ, и уже в конце января 1956 года прототип СМ-7/М был доставлен в Жуковский для проведения заводских испытаний.
Машина быстро прошла все положенные проверки и в тот же год была запущена в серию на ГАЗ-21 в Горьком под обозначением МиГ-19ПМ.
Ракета воздух-воздух РС-2У состояла из взрывателя и боевой части (первая секция), аппаратуры управления, рулей, твердотопливного двигателя (вторая секция) и аппаратуры наведения (третья секция) в хвостовой части. Наведение ракеты осуществлялось по лучу. РС-2У весила 83,5 кг, имела максимальную скорость 1650 км/ч и дальность пуска 2-7 км. Подрыв боевой части массой 13,5 кг осуществлялся с помощью неконтактного взрывателя. Система наведения ракеты была полуактивной и требовала подсветки цели РЛС самолёта-носителя вплоть до подрыва боевой части. При резком маневре МиГ-19ПМ наведение срывалось. На одну цель могло запускаться сразу несколько ракет. Если РС-2У не поражала цель, то через 23 секунды после пуска срабатывал самоликвидатор. Продолжительность работы двигателя составляла 55 секунд. При срабатывании взрывателя образовывалось облако кольцевой формы из 830 поражающих элементов. Испытания показали, что РС-2У может использоваться против тяжелых самолетов, типа четырехмоторных бомбардировщиков, a вот её шансы против скоростного маневрирующего истребителя были практически нулевыми.
Между МиГ-19П и МиГ-19ПМ был ряд заметных отличий. Прежде всего, МиГ-19П был оборудован радаром РП-5, оптимизированным для использования пушечного вооружения, а установленный на МиГ-19ПМ радар РП-2У предназначался для подсветки целей. РЛС РП-2У была во многом подобна РП-5, но имела увеличенную дальность обнаружения - 3500 м против 2000 м у РП-5. В кабине пилота был установлен индикатор зеленого цвета, загоравшийся, когда цель находилась на дистанции от 3500 до 1500 м. Второй, красный индикатор загорался, когда цель была на дистанции менее 2000 м, что не обеспечивало успешного запуска ракет. Обе РЛС, РП-2У и РП-5, имели серьёзные эксплуатационные недостатки, и большое количество МиГ-19ПМ и МиГ-19П было приковано к земле на длительное время из-за их отказов. Кроме того, эти системы были очень сложны в обслуживании в полевых условиях. Обе пушки НР-23 с МиГ-19ПМ были сняты, вместе с усиливающими накладками. Под крылом была установлена дополнительная пара пилонов БД-3-56, к которым крепились пусковые устройства ППУ-4. Таким образом истребитель мог нести четыре ракеты РС-2У. Пилоны были оснащены также кабельной системой ОС-4, которая обеспечивала питание электроэнергией и обогрев важных элементов ракеты. Вместо РС-2У МиГ-19ПМ могли нести четыре неуправляемых ракеты АРС-160 или АРС-212М. Эти два типа ракет использовались для ударов по наземным целям и поэтому крайне редко применялись на МиГ-19ПМ. В отличие от МиГ-19С и МиГ-19П, способных нести блок ОРО-57К с неуправляемыми ракетами, устанавливавшийся на небольшом пилоне за нишей основных стоек шасси, МиГ-19ПМ такой возможности не имел.
Значительным доработкам подверглась также хвостовая часть самолета. В то время как все МиГ-19П имели короткий форкиль, унаследованный от ранних МиГ-19С, МиГ- 19ПМ получили удлинённый форкиль, по типу МиГ-19С поздних серий. По обе стороны киля появились штыревые антенны, а руль направления оснастили триммером. Позднее такой же руль стал устанавливаться на часть МиГ-19П в процессе доработки. Все МиГ-19П и большая часть МиГ- 19ПМ не имели системы предупреждения об облучении "Сирена-2", однако некоторые машины последних серий всё-таки получили её. Антенна "Сирены-2" располагалась на законцовках киля и имела несколько другую форму, чем на МиГ-19С. "Сирена-2" устанавливалась только на советских МиГ- 19ПМ, при поставке самолета за рубеж её демонтировали. До конца 1957 года на ГАЗ-21 было построено около 250 МиГ-19ПМ, после чего им на смену пришли более совершенные МиГ-21Ф-13.
МиГ-19ПМ экспортировался во все страны Варшавского Договора, но лишь несколько из этих самолётов были новыми. Большинство экспортируемых машин успели послужить в советских ВВС.
Первые МиГ-19ПМ были поставлены за рубеж в 1959 году. В период с 1959 по 1960 годы Чехословакия получила тридцать три МиГ-19ПМ. Это были самолёты, снятые с вооружения ВВС СССР, они получили обозначение S-106. В сентябре 1958 года, ещё до поставки первых перехватчиков, в Советский Союз отправилась делегация, чтобы договориться о лицензионном выпуске МиГ-19ПМ в Чехословакии. Предполагалось выпустить 430 самолётов на заводе Аэро, но летом 1959 года от этих планов отказались. 5 сентября 1958 года Германская Демократическая Республика подписала контракт стоимостью 17,25 млн. марок на поставку в Советском Союзе. В Красноводске на Каспийском море были проведены учебные пуски ракет по беспилотным самолётам-мишеням Ту-4 (копия американского бомбардировщика В-29 "Суперфортресс"). 20 октября 1959 года МиГ-19ПМ получила первая эскадрилья 3-го Истребительного полка. В начале 1961 года эскадрилья была объявлена боеготовой. К этому времени МиГ-19ПМ снискали дурную репутацию в 3-м полку, и много самолетов оставалось на земле из-за неисправностей радара РП-2У и других технических проблем. За короткий период было потеряно четыре самолета, причем при весьма загадочных обстоятельствах, что не улучшило репутацию машины. 16 декабря 1961 года был потерян первый восточногерманский МиГ-19ПМ, "754 красный" (серийный номер 650928), пилотируемый лейтенантом Лаутенбахом. Второй МиГ-19ПМ был потерян 28 июля 1962 года, а 28 июня 1964 года потерпел аварию ещё один истребитель. В мае 1969 года все оставшиеся МиГ-19ПМ были сняты с вооружения ВВС ГДР.
После октябрьского восстания 1956 года венгерские ВВС были расформированы, и Советский Союз конфисковал все самолёты. В июне 1959 года Хрущев посетил столицу Венгрии Будапешт и счел, что режим Кадара вполне надежен и крепко держит власть. Поэтому было дано разрешение на создание новых венгерских ВВС. В число самолетов, переданных возрождающимся ВВС, входило двенадцать МиГ-19ПМ. В июле 1959 года в СССР была отправлена группа из двенадцати венгерских пилотов, которая сначала проходила обучение на МиГ-19П, а затем на МиГ-19ПМ. Были выполнены реальные пуски ракет, проводившиеся над пустыней Каракумы. В качестве целей, которые должны были обнаружить и сбить венгры, снова выступали беспилотные Ту-4. Первые шесть МиГ-19ПМ поступили в Венгрию в марте 1960 года, а месяцем позже были доставлены остальные машины. Все самолёты вошли в состав 3-й эскадрильи 31-го Истребительного полка ПВО. Самолеты имели двузначные бортовые номера (с 27 по 38) красного цвета с белой окантовкой, которые представляли собой последние две цифры серийных номеров (651027 - 651038). Впервые венгерские МиГ-19ПМ были публично продемонстрированы во время авиационного парада 4 апреля 1961 года, когда тройка этих машин (бортовые номера 31,32 и 38) пролетела над зрителями. Тактика ночного перехвата, использовавшаяся пилотами венгерских МиГов, была основана на опыте, полученном этой страной во время Второй Мировом войны на ночных истребителях Мессер-шмитт Bf 110, и более напоминала немецкую, нежели советскую. За время эксплуатации было потеряно три самолета. Первый МиГ-19ПМ, "35 красный", разбился 24 октября 1964 года, похоронив под своими обломками майора Бела Богнара. Майор Зигмонд Васс погиб на МиГ-19ПМ, "29 красный", 19 февраля 1968 года когда его самолет врезался в землю около сельского дома. Последняя машина, "38 красный", была потеряна 16 сентября 1970 года на подходе к своей авиабазе. Ее пилоту, капитану Иштвану Бако, удалось спастись. В 1974 году уцелевшие МиГ-19ПМ были сняты с вооружения венгерских ВВС.
В 1959 году первые МиГ-19ПМ поступили в 28-й Истребительный полк в Слупск-Редзиково, где они служили вместе с ранее полученными МиГ-19П. Второй польской частью, эксплуатировавшей эти самолеты, был 39-й Истребительный полк. Поляки имели в общей сложности двадцать пять МиГ-19П и МиГ-19ПМ. По десять самолётов было в эскадрилье каждого полка, а ещё пять машин находилось в резерве. В 196667 годах 39-й полк частично перевооружился на МиГ-21ПФ, и все его МиГ-19 были частично реэкспортированы в Болгарию, и частично переданы 28-му полку. С вооружения польских ВВС МиГ-19П и МиГ-19ПМ были сняты в 1976 году.
В 1959 году сорок пять МиГ-19ПМ были приняты на вооружение 66-го Истребительного полка Румынии. Первоначально эти самолеты базировались в Девеселу, но позднее полк перебросили на авиабазу Борека. В 1960 году несколько машин использовалось для усиления эскадрильи ПВО на авиабазе Тимишоары в Трансильвании. Сначала румынские МиГ-19ПМ получили бортовые номера 016-060 красного цвета. В 1965 году первую цифру изменили с "0" на "7", а позднее - на "8". Когда Румыния получила истребители МиГ-21Ф-13, МиГ-19ПМ вывели из частей первого эшелона. Последние самолеты этого типа были сняты со службы румынских ВВС в середине 70-х годов.
В октябре 1959 года двенадцать МиГ-19ПМ получили ВВС Албании для оснащения 7594-го полка на авиабазе Ринас. В 1965 году эти самолёты передали Китаю в обмен на такое же количество дневных истребителей Шеньян F-6. Последней страной Варшавского Договора, получившей МиГ-19ПМ, стала Болгария. В 1967 году Польша передала ей двенадцать своих истребителей, которые поступили в 19-й Истребительный полк в Граф Игнатьево. Болгарские МиГ-19ПМ были сняты с вооружения в 1975 году.
