Недостаточным признавалось и вооружение. Конструкция двигателя АМ-35 не предусматривала установку мотор-пушки, стреляющей через вал винта, и вооружение истребителя ограничивалось 12,7-мм пулеметом УБС и двумя 7,62-мм ШКАС. Часть истребителей получила дополнительно два крупнокалиберных крыльевых пулемета БК, но «пятиточечный» МиГ, и без того не отличавшийся высокой маневренностью, оказался слишком перетяжеленным, и БК, как правило, снимали.

Стоит, впрочем, заметить, что достаточная строгость в управлении была присуща и поликарповскому И-16. Да и много ли шансов в воздушном бою было бы у «слабого» летчика, не способного овладеть собственной машиной? Однако в сложившейся ситуации приходилось учитывать реальное положение вещей. Конечно, имеющее хождение утверждение, что подготовка советских летчиков ограничивалась «30 часами налета» и на порядок уступала подготовке пилотов люфтваффе, сильно преувеличено. Кроме того, в рядах летного состава истребительных полков советских ВВС несли службу отнюдь не только «зеленые» выпускники летных училищ. Немалую часть составляли и опытные летчики, в том числе успевшие принять участие и в боях у реки Халхин-Гол и озера Хасан и во время Зимней войны 1939–1940 годов в Финляндии, а некоторые – и в воздушных сражениях гражданской войны в Испании. Но тем не менее, к сожалению, боевая подготовка летного состава ВВС РККА была в целом далека от идеальной, что сказалось и на уровне потерь, которые несла советская авиация в воздушных боях первого периода войны.

Инженеры ОКБ не прекращали работу по совершенствованию машины, в том числе и усилению её огневой мощи. Еще 1 декабря 1940 года в воздух поднялся опытный самолет ИП-201, вооруженный парой 23-мм пушек МП-6 конструкции Я.Г. Таубина и М.Н. Бабурина, установленных в подкрыльевых гондолах вне площади, ометаемой винтом. Однако в первом же вылете самолет потерпел аварию и до февраля 1941 года находился в ремонте. В марте испытания были возобновлены, однако в мае 1941 года Я.Г. Таубин и М.Н. Бабурин были арестованы и впоследствии расстреляны, а работы по пушке МП-6 прекращены.

Поиски путей повышения эффективности бортового оружия продолжались. С сентября 1941 года на самолетах 27-й серии устанавливались два синхронных пулемета БС с увеличенным боекомплектом. Кроме того, на значительной части машин предусматривалась возможность подвески 6 реактивных снарядов РС-82 или двух бомб ФАБ-100, благодаря чему МиГи привлекались и для уничтожения наземных целей.

К концу 1941 года, уже в эвакуации, была наконец решена задача установки пушечного вооружения – на площадях авиазавода № 122 в Куйбышеве, куда был эвакуирован 1-й завод, была начата постройка истребителей, вооруженных парой синхронных 20-мм пушек ШВАК. Однако в общей сложности успели выпустить в «пушечном» варианте только 52 самолета, кроме того, две машины были переоборудованы во время ремонта. Уже в начале 1942 года серийное производство МиГов было прекращено.

Впрочем, едва ли на принятие подобного решения повлияли исключительно неудовлетворительные результаты боевой работы – многие советские летчики одержали первые победы именно на МиГах. Уже в декабре 1941 года в числе первых в истребительной авиации получил звание гвардейского 526-й иап, воевавший на МиГ-3 с сентября по декабрь (при этом до конца года на счет летчиков полка было занесено 42 воздушных победы) и преобразованный во 2-й гвардейский истребительный авиационный полк. В этот же период был преобразован в 5-й гв. иап и 129-й истребительный авиаполк, который вел боевые действия на МиГах с июня по октябрь 1941 года. Нередки были и случаи, когда пилоты МиГов прибегали к тарану. Так, 11 августа летчик 27 иап лейтенант А. Катрич совершил первый высотный таран, на высоте 8000 м нанеся удар по бомбардировщику Дорнье Do.215. А в ночь на 29 июля старший лейтенант П. Еремеев в небе над Москвой осуществил первый в годы Великой Отечественной войны ночной таран, уничтожив Не.111.

Основной причиной прекращения выпуска МиГов, видимо, стали все же в первую очередь производственные проблемы. Выпуск модернизированного двигателя АМ-37 наладить так и не удалось, а серийный АМ-35А не только не обеспечивал необходимые летные характеристики, но и не отличался надежностью. К тому же этот мотор производился на том же заводе, что и двигатель АМ-38, устанавливавшийся на Ил-2. Кроме того, при наличии в серии трех типов истребителей не хватало производственных мощностей собственно для выпуска штурмовиков. А именно массовый выпуск Ил-2 был определен советским руководством и лично Сталиным как первоочередная задача авиационной промышленности, что прямо указывалось в известной телеграмме Сталина от 23 декабря 1941 года директорам заводов № 1 и 18: «Нам нужны не МиГи, а Ил-2».

Всего в войска поступило 100 МиГ-1 и 3172 МиГ-3. Остававшиеся в строю машины преимущественно передавались в части ПВО, где применялись в качестве перехватчиков (в том числе ночных) до середины 1944 года, за малочисленными исключениями – так, до весны 1944 года МиГи оставались на вооружении одной из эскадрилий 7-го иап ВВС Черноморского флота.

Хотя более до окончания войны на вооружение ВВС РККА ни один самолет типа МиГ так и не поступил, это отнюдь не означало бездействия конструкторского бюро Микояна.

Еще в июле 1940 года ОКБ был предложен эскизный проект пикирующего бронированного штурмовика ПБШ-1.

Во внешнем облике штурмовика имелось некоторое сходство с И-200, однако при этом передняя часть фюзеляжа представляла собой бронекорпус, собранный из листов брони толщиной от 4,5 до 7,5 мм (кроме того, предусматривались 15,5-мм бронеспинка и бронещит в передней части), крепившиеся болтами на каркасе. Прозрачный козырек и фонарь кабины предполагалось изготавливать из бронестекла 60–40 мм. Стрелковое вооружение ПБШ-1 включало две расположенные в подкрыльевых обтекателях 23-мм пушки МП-3 и шесть пулеметов ШКАС, в бомбоотсеках «в перегруз» самолет мог поднять до 700 кг бомб.

Расчетная скорость оснащенного двигателем АМ-38 штурмовика должна была равняться 449 км/ч у земли и 472 км/ч на высоте 1250 м.

Однако НИИ ВВС к проекту был выдвинут ряд замечаний. Отмечалось, в частности, отсутствие воздушных тормозов, вопросы вызвали и прочностные характеристики, что ставило под сомнение возможность применения самолета с пикирования, вследствие чего машина могла рассматриваться только как штурмовик. Претензии комиссии относились также к расчетным взлетно-посадочным характеристикам и вооружению. Недостаточной посчитали и расчетную скорость. Несмотря на внесенные в проект доработки, в частности позволяющие поднимать одновременно четыре бомбы по 100 кг, проект был отвергнут. В значительной степени на это повлияли более высокие расчетные данные разрабатываемого одновременно штурмовика конструкции П.О. Сухого. Микояну же рекомендовали сосредоточить усилия на доводке И-200.

КБ Микояна рассматривался и другой вариант штурмовика – ПБШ-2, с целью улучшения взлетно-посадочных характеристик имевший схему биплана. Верхнее крыло при этом имело обратную стреловидность и меньший размах по сравнению с нижним (8,6 и 12,4 м соответственно). В остальном конструкция была в целом аналогична ПБШ-1, за исключением наличия вместо сдвижного фонаря сбрасываемой бронированной двери автомобильного типа. Однако при лучших маневренных и посадочных данных самолет заведомо имел бы более низкие прочие летные характеристики – в частности расчетная скорость не превышала 426 км/ч.