Двигатель АМ-35А был оснащен системой разведения масла бензином, облегчавшую пуск двигателя в мороз, хотя во время испытания эту систему никогда не включали.

Вооружение И-230 было типичным для советских истребителей того времени: пара пушек ШВАК калибра 20 мм с боекомплектом 150 выстрелов на ствол. Пушки находились над двигателем. Для наведения на цель служил прицел ПБП-1А. Можно было стрелять сразу из двух пушек, или только из одной. Самолет оснащался передатчиком РСИ-3 увеличенного радиуса действия и приемником РСИ-4. В проекте предусматривалась возможность установки радиокомпаса.

Благодаря ряду мер массу И-230 удалось сократить на 150 кг.

Сборку первого прототипа завершили в мае 1943 года. 30 мая пилот В.Н. Савкин совершил на истребителе первый полет. Машина получила обозначение Д-01. С июня по август построили еще пять машин с номерами от Д-02 до Д-06. Самолет Д-04 отличался от всех увеличенным с 10,2 до 11,1 м размахом крыла. Соответственно, площадь крыла возросла с 17,44 до 18,22 м². Для заводских и государственных испытаний предназначался только самолет Д-01. Заводские испытания завершились 23 июля 1943 года. В ходе испытаний состоялось 28 полетов общей продолжительностью 13 часов 26 мин. В ходе испытаний выявились типичные для самолетов с радиальными двигателями проблемы с перегревом и системы смазки.

23 июля самолет передали в распоряжение НИИ ВВС, где в период с 28 июля по 6 августа проводились государственные испытания. В рамках этих испытаний самолет совершил 23 полета в том числе 10 высотных общей продолжительностью 15 часов 26 минут. Летчиком-испытателем программы был В.И. Хомяков, а инженером-инспектором капитан А.С. Розанов.

Аэродром Ковно. Немецкие солдаты у МиГа-3. Кончик киля желтый или голубой.

Результаты, показанные во время испытаний, оказались весьма неплохими. Максимальная скорость на высоте 7000 м составляла 656 км/ч. Практический потолок составил 11900 м, хотя его удавалось набрать не сразу, а в несколько приемов, в противном случае перегревался двигатель.

Маневренность самолета на высоте 8000 м не производила особого впечатления, но следует помнить, что это был перехватчик, вовсе не предназначенный для ведения маневрового боя. Полный вираж в левую сторону он совершал за 37 секунд, а вправо - за 35 секунд. Так называемый боевой разворот в обе стороны самолет совершал за 22 секунды, набирая при этом 400-450 м высоты.

В целом самолет получил положительную оценку. Он был прост в управлении, единственным его недостатком оставалась сложность посадки.

Кабина пилота получила положительную оценку. Но самолет имел одну неприятную особенность. После каждого полета его фюзеляж был буквально залит маслом. Масло протекало через уплотнители редуктора, когда двигатель работал на полном форсаже.

Результаты испытаний показали, что после устранения замеченных недостатков, самолет может служить в авиации ПВО.

Прототип Д-01 передали из НИИ ВВС в ОКБ для устранения недостатков. Аналогичным образом доработали и другие машины, после чего их передали в состав 12-го ГвИАП из 6-го ИАК ПВО, хотя фактически машины остались при ОКБ. Летные испытания вел пилот полка старший лейтенант П.А. Журавлев. Техники полка обслуживали машины.

Машины Д-02 и Д-05 так и остались на заводе. В их двигателях обнаружились серьезные проблемы, которые невозможно было устранить, требовалась полная замена двигателя. Замена двигателей растянулась, так как новые моторы прислали лишь 10 октября. Пока ждали двигатели, на Д-02 поставили удлиненные консоли крыльев. С новым мотором Д-02 передали в 177-й ИАП. Самолет Д-05 во время испытания нового двигателя получил повреждение маслорадиатора и его направили на завод № 34 для ремонта.

Поскольку в ходе эксплуатации МиГ-3У выявились новые недостатки двигательной установки, авиация ПВО отказалась от дальнейшего применения самолета.

Тем временем в ОКБ-155 продолжали попытки доработать самолет. В сентябре началось проектирование варианта с двигателем АМ-39А стартовой мощностью 1800 л.с. Замена двигателя потребовала увеличения площади радиатора с 2480 до 3000 см². В расширенном туннеле внутри фюзеляжа разместили дополнительный радиатор площадью 700 см², предназначенный для охлаждения воздуха, подаваемого наддувом. Изменили форму маслорадиатора. Емкость фюзеляжного топливного бака увеличили до 500 л.

Поскольку у И-230 отмечалась дрожь горизонтального оперения, вернулись к его старому варианту, применявшемуся еще на МиГ-3. За проектированием нового варианта, обозначенного как И-231 или «2Д», следил В.Н. Сорокин. Он же отвечал за испытания, эксплуатацию и устранение отмеченных недостатков самолетов И-230. Прототип И-231 передали для заводских испытаний 16 октября 1943 года. Первый полет прототип совершил 19 октября, пилотировал самолет Савкин, прежде облетывавший И-230. Наземное обслуживание самолета обеспечивали старший механик А.В. Футурин и двигателист И.В. Котов.

Двигательная установка имела недостатки, и если бы не мастерство Савкина самолет бы разбился. 5 ноября получил серьезные повреждения наддув, пилоту пришлось совершать вынужденную посадку в трудных условиях в районе Ногинска. Двигатель самолета, разумеется, заглох, но Савкин сумел сесть с выпущенным шасси, что уберегло машину от дальнейших повреждений. За этот подвиг он был представлен к ордену Красной Звезды. Ремонт с заменой двигателя продолжался до 23 ноября, когда снова приступили к полетам. Во время испытаний самолет развил максимальную скорость 707 км/ч на высоте 7100 м, высоту 5000 м самолет набирал за 4,5 мин.

После завершения заводских испытаний в ОКБ-155 устранили отмеченные недостатки. Кроме того, самолет получил новый винт АВ-5Л-126Е, который был на 25,3 кг легче прежнего. Государственные испытания И-231 начались 26 февраля 1944 года, но уже спустя несколько дней их пришлось прервать. 8 марта самолет пилотировал П.М. Стефановский. При заходе на посадку он обнаружил, что не выходят закрылки. Чтобы спасти прототип, он решил садиться на полосу аэродрома. Но после касания выяснилось, что не работают и тормоза. Самолет на скорости проскочил полосу и врезался в кучу снега на ее конце. Машина капотировала. Ударом Стефановского вырвало из ремней и выкинуло из кабины, благо он при посадке успел открыть фонарь. Это спасло ему жизнь, хотя летчик и получил сильную контузию.

Ремонт машины в ОКБ-155 продолжался до начала мая. 12 мая машина попала в НИИ ВВС, но уже 19 мая случился отказ двигателя, который вышел из строя при попытке резко добавить газу. Другого двигателя АМ-39А в распоряжении конструкторов не было, а ожидать доставки нового было бы слишком долго, поэтому дальнейшие испытания И-231 свернули.

Если не считать сырой двигатель, машину И-231 можно назвать неплохим высотным истребителем. Почему от его развития отказались - не ясно. Вообще, в советской авиации так и не появилось аналогичного по характеристикам высотного истребителя с поршневым двигателем. По-видимому, германская авиация уже серьезной угрозы не представляла, а для возможного конфликта с союзниками, требовалась более продвинутая машина с реактивным двигателем.