Авиационный конструктор Михаил Михайлович Пашинин (1902–1973 гг.) после окончания МАИ был направлен на московский авиазавод № 1, где работал на различных должностях, в том числе и ведущим конструктором. В 1938 г. Пашинин переводится на авиазавод № 21 в Горький (Нижний Новгород) на должность заместителя главного конструктора Н. Н. Поликарпова. Короткое время спустя Пашинин назначается главным конструктором авиазавода № 21. Занимается внедрением в серию новых модификаций И-16, руководит отработкой различных усовершенствований.

Во второй половине 1939 г. он разрабатывает проект пушечного истребителя ИП-21, который мог заменить в производстве выпускаемый заводом И-16.

Эскизный проект истребителя ИП-21 с двигателем М-105П рассматривался экспертной комиссией НКАП в ноябре 1939 г. Конструкция ИП-21 опиралась на привычную для авиазавода № 21 технологию: фюзеляж в носовой части представлял пространственную сварную ферму из хромансилевых труб с обшивкой из дюралюминия, хвостовая часть фюзеляжа деревянная, по типу И-16. Крыло смешанной конструкции состояло из центроплана и отъемных консолей. В плане крыло трапециевидное, с закругленными законцовками. Центроплан с лонжеронами из хромансилевых труб с ферменными дюралевыми нервюрами и деревянной работающей обшивкой, на задней кромке центроплана установлены щитки – закрылки. Консоли крыла со стальными лонжеронами, дюралевыми нервюрами и фанерной обшивкой. Киль и стабилизатор цельнодеревянные, рули дюралевые с обшивкой из полотна.

Шасси с колесами 600×180 мм убираемое назад, с поворотом стоек на 90°. Небольшие обтекатели шасси в убранном положении были продолжены вперед и, выступая за кромку крыла, заканчивались воздухозаборниками масляных пластинчатых радиаторов оригинальной конструкции. Полетный вес ИП-21 по проекту составил 2400 кг, практический потолок 10 400 м, максимальная скорость на расчетной высоте 613 км/ч (поначалу указывалась 625–635 км/ч). Вооружение – пушка ШВАК 20–мм в развале блока цилиндров двигателя и два синхронных пулемета ШКАС 7,62–мм.

Особенностью представленного проекта явился используемый в крыле симметричный профиль NACA 0012–64 с относительной толщиной 12 %. По замыслу этот профиль должен был обеспечить истребителю Пашинина высокие разгонные характеристики на пикировании.

В целом проект ИП-21 оценивался положительно, однако сразу одобрения не получил по причине многих недоработок. В частности, обзор из кабины пилота эксперты посчитали неудовлетворительным, а показатели максимальной скорости завышенными. Предлагалось переработать проект под перспективный двигатель М-107П, пушку ШВАК калибра 20 мм заменить на пушку ТКБ-198 (Волкова – Ярцева) калибра 23 мм или ТКБ-201 (Салищева – Галкина) калибра 23 мм. В доработанном виде проектные материалы по самолету предлагалось представить в декабре 1939 г.

После вторичного рассмотрения документации, 3 января 1940 г., состоялось решение нового руководства НКАП о постройке истребителя Пашинина на заводе № 21 под заводским индексом «тип 30». 10 января последовал приказ директора завода № 21 Воронина об изготовлении четырех экземпляров самолета – трех летных и одного для проведения статических испытаний. Кстати, это был один из последних приказов Воронина в качестве директора завода, потому что спустя короткое время его назначили заместителем наркома авиапромышленности. Что касается количества строящихся самолетов, то в отчетной заводской документации указывались три экземпляра ИП-21: один летный с М-105П, второй летный с М-107 и третий для проведения статических испытаний

Эскизный проект ИП-21 с М-107П рассматривался два раза – в феврале и мае 1940 г. Максимальная скорость на высоте 7000 м предполагалась 682 км/ч, потолок 12000 м, время набора высоты 5000 м – 5,28 минут. Так как первый экземпляр истребителя уже строился с двигателем М-105, предполагалось, что М-107П установят на вторую машину. На практике все опытные ИП-21 оборудовались двигателями М-105.

В марте 1940 г. после постройки и рассмотрения полноразмерного макета судьба самолета определилась. 4 апреля 1940 г. последовало постановление Комитета Обороны: «Обязать НКАП и конструктора Пашинина построить опытный одномоторный истребитель под мотор М-105П со следующими данными:

Рабочее проектирование ИП-21 согласно составленному позднее официальному отчету началось в феврале 1940 г. Однако значительную часть подготовительных работ выполнили заранее. В изготовлении технической документации участвовали 50 конструкторов, для изготовления самолета Пашинина полностью отдали опытный цех № 40 с наиболее квалифицированными мастерами. Такое внимание к новому самолету в ущерб к уже строящемуся здесь истребителю И-180 (тип 25) не осталось незамеченным. Старший военпред завода № 21 Белоусов докладывал: «Недостаточное внимание к машине 25 со стороны руководства завода… Лучших мастеров с машины сняли и перевели на И-21… На рабочих участках И-180 Воронин почти не бывает, тогда как ежедневно по нескольку раз приходит на машину И-21».

Таким образом, истребитель Пашинина создавался не сам по себе, а под особым доброжелательным присмотром руководства. Объяснялось это даже не столько неудачами истребителя Поликарпова B-180 и особым расположением к конструктору Пашинину, сколько всеобщей ориентацией на двигатель М-105, считавшийся тогда наиболее реальным и перспективным.

Говоря о периоде подготовки эскизного проекта с М-105, следует отметить, что при подсчете центровок полетный вес указывался 2477 кг. При этом запас топлива в пяти топливных баках (два в фюзеляже и три в центроплане) составлял 400 л. Диапазон полетных центровок при различных вариантах нагрузки составлял 20–28 % САХ.

Постройка первого опытного экземпляра ИП-21 завершилась в июне 1940 г. Отмечалось, что изготовленный самолет в основном соответствует первоначальному проекту, центровка его составляет 28 % САХ.

Первый вылет с заводского аэродрома авиазавода № 21 в Горьком продолжительностью 18 минут состоялся 11 июля 1940 г. Машиной управлял летчик – испытатель П. В. Фокин. До августа, в процессе заводских испытаний, удалось выполнить 33 полета с общим налетом 16 часов. Начиная с 3 августа несколько полетов Фокин выполнил на выполнение фигур высшего пилотажа. По его отзыву ИП-21 хорошо слушался рулей, на пикировании был устойчив, посадка и взлет оценивались более простыми, по сравнению с распространенным И-16. Путевая и поперечная устойчивость хорошая, продольная устойчивость требовала дальнейших исследований.

Во второй половине месяца первый опытный ИП-21 направили в Москву, где 18 августа он совершил демонстрационный полет на празднике, посвященном Дню авиации. Затем самолет некоторое время находился на Центральном аэродроме в Москве. В этот период ИП-21 облетали летчики НИИ ВВС, которые отметили тенденцию машины к сваливанию на крыло при посадке на больших углах атаки. Для устранения этого недостатка Пашинину предложили второй опытный экземпляр оборудовать автоматическими предкрылками на отъемных частях крыла.