Lorsque la relève du Mirage III devient un sujet d’actualité en 1965, Marcel Dassault travaille à l’époque sur deux solutions différentes : les appareils à décollage et atterrissages verticaux (ADAV) et les avions à géométrie variable. Ce second concept prend forme avec le Mirage G, en réponse à une demande de l’Armée de l’Air datant d’octobre 1965: un intercepteur ayant aussi la capacité d’emporter une charge nucléaire. Le projet a des origines communes avec le programme AFVG (Anglo-French Variable Geometry) qui aboutira finalement au développement du Tornado par l’Italie, la Grande-Bretagne et l’Allemagne.

Pour le prototype du Mirage G, Dassault reprend en grande partie la cellule du Mirage F2 ainsi que son réacteur TF-306. Il s’agit d’un biplace bimoteur dont les ailes peuvent se déployer de 70° à 23° selon l’allure. Le prototype vole pour la première fois le 18 novembre 1967 aux mains de Jean Coureau. Dès la première semaine, les ailes sont repliées au maximum, et au bout de 2 mois le Mirage G atteint Mach 2,1. Malheureusement, l’appareil s’écrase le 13 janvier 1971 après 316 vols, son pilote ayant pu s’éjecter.

En 1968, l’Armée de l’Air lance le programme RAGEL (Reconnaissance, Attaque, Guerre Electronique Lointaine) et commande 2 prototypes d’une nouvelle version, le Mirage G-4. Une commande de 60 exemplaires est envisagée. Mais les spécifications de l’Armée de l’Air changent durant le développement : l’appareil final doit être moins coûteux et donc plus petit, bien que toujours biréacteur, avec un rayon d’interception plus faible.La nouvelle version prend alors le nom de Mirage G-8. Deux appareils sont construits : le 01 est biplace et le 02 monoplace. Les prototypes sont équipés d’Atar 9K50 limités à Mach 2,2, mais il est prévu que les appareils de série soient pourvus de M-53, permettant d’atteindre Mach 2,5.

Jean-Marie Saget, qui avait participé aux essais du Mirage G, fait décoller le Mirage G8-01 pour la première fois le 8 mai 1971, et atteint Mach 2,03 à son 4ème vol. Il effectue également le premier vol du Mirage G8-02 le 13 juillet 1972. Un an plus tard, lors de son 74ème vol, l’appareil bat le record de vitesse européen (hors URSS) en franchissant Mach 2,34 à 42 000 pieds.

Malgré tout, l’appareil est trop cher et la formule de l’envergure variable, trop complexe, engendre plus de problèmes que d’avantages. Le dernier vol a lieu le 22 novembre 1974, et le projet est abandonné peu après. Le G8-01 est visible au Musée du Bourget, et une partie du G8-02 est exposée au Musée d’Avions de Montélimar.