Etter frigivelsen arbeidet Polikarpov først sammen med Pavel Sukhoi fra 1931 og kostruerte -16 i 1933 og -15 i 1934. Deretter arbeidet han under Iljusjin i 1937. I 1938 etablerte han et uavhengig designbyrå. I 1939 fullførte han arbeidet på I-153. I 1939 ble han beordret til å reise til Nazi-Tyskland. I hans fravær la hans anleggsdirektør og sjefingeniør, sammen med konstruktøren, ingeniør Mikhail Gurevitsk frem et forslag til et nytt jagerfly, MIG-1(MIG 1-200), og fikk godkjenning til å opprette et nytt designbyrå under ledelse av Artem Mikojan, hvis bror Anastas Mikojan var en høytstående politiker under Josef Stalin. Da han kom tilbake fant Polikarpov at hans byrå ikke lenger eksisterte, og hans ingeniører arbeidet på det nye MiG-byrået. Ni år etter hans død, i 1953 ble hans anlegg overført til Sukhoi-byrå.