По сравнению с МиГ-29, МиГ-29К обладает более крупным крылом с двухщелевыми закрылками, передовыми вихревыми регуляторами, предохранительным крюком и другими военно-морскими функциями. Палубный истребитель МиГ-29К ("Изделие 9.31") был разработан одновременно с наземным МиГ-29М ("Изделие 9.15") в середине 1980-х годов. Оба этих самолета имели новый планер и должны были быть оснащены новым радаром, который теперь известен как "Жук". Первый из двух прототипов МиГ-29К поднялся в воздух 23 июня 1988 года, а 1 ноября 1989 года совершил первую посадку на авианосец «Тбилиси». В 1992 году, после распада Советского Союза, работы по проекту были прекращены, но когда ВМС Индии приобрели бывший российский авианосец «Адмирал Горшков», переименованный в «Викрамадитья», работы над МиГ-29К возобновились. Новый МиГ-29К, появившийся в конце 1999 года, получил обозначение «Изделие 9.41». По сравнению с «Изделием 9.31» новая версия оснащена увеличенными закрылками, новой цифровой системой управления и модернизированными двигателями и системами. Двухместная версия называется МиГ-29КУБ или «Изделие 9.47». Как одноместный, так и двухместный самолёт имеют одинаковую кабину с дополнительным топливным баком вместо заднего сиденья и члена экипажа в одноместной версии. Первый полёт MIG-29KUB состоялся 20 января 2007 года, а 25 июня 2007 года поднялся в воздух первый MIG-29K.
Первые истребители для Индии были поставлены в марте 2008 года, а в сентябре 2009 года индийский МиГ-29К впервые приземлился на палубу российского авианосца «Адмирал Кузнецов» в Баренцевом море. Поставки первых четырёх истребителей МиГ-29К в Индию начались в декабре 2009 года. Они поступили на вооружение 303-й эскадрильи морской авиации Индии (INAS) «Чёрные пантеры» на военно-морской базе Индии (INS) «Ханса» в Гоа. В марте 2010 года Индия заказала ещё 29 самолётов МиГ-29К. Первые четыре самолёта по второму контракту прибыли в Индию в декабре 2012 года.
В феврале того же года Россия заказала 20 истребителей МиГ-29КР (изделие 9.41 Р) и четыре истребителя МиГ-29КУБР (изделие 9.47 Р) для службы на авианосце ВМФ России «Адмирал Кузнецов», первый из которых поднялся в воздух в октябре 2013 года. Эти самолёты базируются в Североморске вместе с Су-33.
МиГ-29К может нести 4500 кг вооружения и боеприпасов на девяти узлах подвески (восемь под крылом и один под фюзеляжем). Вооружение «воздух-воздух» включает до шести ракет средней дальности Р-77 (AA-12) с активным радиолокационным наведением или до шести ракет малой дальности Р-73 (AA-11) с инфракрасным наведением. Варианты вооружения «воздух-поверхность» включают четыре дозвуковые противокорабельные ракеты Х-35 или сверхзвуковые противокорабельные ракеты Х-31 А или четыре бомбы КАБ-500КГ с телевизионным наведением.
Как и его предшественник МиГ-29 наземного базирования, самолёт оснащён одноствольной 30-миллиметровой пушкой ГШ-30-1 в корневой части передней кромки левого крыла.