Der Erstflug des ersten Prototyps mit der Bezeichnung "TIS (A)" – von Polikarpows Mitarbeitern „Anuschka“ genannt – erfolgte am 2. September 1941 und wurde von G. M. Schijanow und dem leitenden Ingenieur M. K. Jangel höchstpersönlich vom Flugplatz Stachanowo bei Moskau aus durchgeführt. Die Flugerprobung musste jedoch wegen des deutschen Vormarsches am 11. Oktober nach sieben Flügen abgebrochen werden. Polikarpows Abteilung wurde noch im selben Monat samt Werk nach Nowosibirsk evakuiert. Der Prototyp wurde über Arsamas und Kasan dorthin überstellt. Die beiden anderen zu 50 bzw. 60 Prozent fertiggestellten Flugzeuge wurden ebenfalls überführt. Daraus entstand der verbesserte zweite Prototyp, der unter der Bezeichnung "2A" bis zum 16. Februar 1942 getestet wurde. Da er aber ebenfalls mit den leistungsschwachen AM-37-Triebwerken ausgestattet war, enttäuschten seine Leistungsparameter.