Zimą 1957/58 roku poprawiono własności aerodynamiczne płatowca, dodając przede wszystkim ruchome stożki regulujące przepływ w chwytach powietrzaRuchome stożki we wlotach powietrza nazwane były potocznie „myszami” (fr. souris) (). Ulepszony samolot oblatano 17 kwietnia 1958 roku. Jednocześnie prowadzono przygotowania do produkcji i pierwszy samolot przedseryjny Mirage IIIA01 wzleciał już 12 maja tego roku, a 24 października jako pierwszy samolot zachodnioeuropejski przekroczył dwukrotna prędkość dźwięku bez silników rakietowych. Napędzany był przez silnik SNECMA Atar 09B o ciągu 6001 kG z dopalaniem.
Wariant Mirage IIIA był jednak niedojrzałą konstrukcją i pozostał przedprodukcyjny, zbudowany w liczbie 10 sztuk. Jeszcze 25 lutego 1958 roku francuskie lotnictwo Armeé de l’Air zamówiło dwumiejscowy wariant szkolno-bojowy Mirage IIIB, bez radaru, oblatany 20 października 1959 roku. Dojrzałym wariantem myśliwca, z docelowym systemem uzbrojenia z pociskiem Matra R530 i radarem Cyrano, stał się Mirage IIIC, oblatany 9 października 1960 roku.