А что же И-301? Помимо известных летчиков-испытателей Петра Стефановского и Степана Супруна, машину облетали начальник НИИ ВВС Александр Филин, а также военком В.С. Холопцев. При этом фигуры высшего пилотажа не выполнялись, пикирование не производилось, а дефекты вооружения не позволили даже толком пострелять. Всего же И-301 совершил 42 полета общей продолжительностью 16,5 часов, причем продолжительность большинства из них составляла не более 15–20 минут. Наскоро составленное заключение по итогам испытаний гласило: «Предъявленный на госиспытания 1-й экземпляр самолета И-301 с мотором М-105П госиспытания не выдержал из-за непрохождения испытаний на пикирование, штопор, высший пилотаж и отстрел оружия в воздухе… Признать, что самолет И-301 представляет несомненный интерес для ВВС как в части своего материала – упрочненная древесина, мощного вооружения, так и в части максимальной скорости – 605 км/ч. Помимо ряда технически дефектов, у самолета отмечены следующие основные недостатки: слишком высокая температура в кабине пилота, ограниченный обзор из кабины, вызванный низким качеством плексигласа, перегрев воды и масла во время набора высоты, недостаточная продольная устойчивость, слишком высокая нагрузка на шасси при взлете, отсутствие посадочного рефлектора, отсутствие радиостанции».
Помимо перечисленных, были отмечены и другие, так сказать, второстепенные недостатки, как то плохой стопор хвостового колеса, неудобное расположение кранов уборки и выпуска щитков и шасси (легко путались), отсутствие триммера на элероне, недостаточная осевая компенсация руля высоты и элерона. Были выявлены и проблемы, связанные с техническим обслуживанием машины: неудобные замки капота двигателя (на раскапочивание уходило 20–30 минут), плохой доступ к горловинам бензобаков и водосистемы, неудобная установка аккумулятора (на установку требовалось 15 минут) и т. д.
НИИ ВСС рекомендовало в кратчайшие сроки построить второй экземпляр истребителя, устранив на нем основные дефекты, довести стрелковое вооружение, провести заводские испытания по полной программе и вторично передать машину на госиспытания. Кроме того, специалисты признали целесообразным немедленно начать подготовку серийного производства самолета И-301 с М-105 (то есть еще до всесторонних испытаний и принятия на вооружение!), изготовив хотя бы 25–30 машин