Первый полет на учебной модификации выполнил М. Л. Галлай 7 июня 1947 года, и в июле «ФТ» передали на государственные испытания, но они продолжались недолго. Из-за плохого обзора передней полусферы из задней кабины самолет испытания не выдержал, поскольку не мог использоваться для тренировки и особенно для вывозки летного состава строевых частей.

На доработанной машине «ФТ-2», имевшей еще одно обозначение: МиГ-11, улучшили обзор из кабины инструктора, установили фотопулемет С-13, подвесные баки на концах крыла, вмещавшие 260 литров горючего, а на крыле — воздушные тормоза. После доработок «ФТ-2» полегчал на 124 кг, но из-за дополнительных баков взлетный вес машины возрос почти на столько же. 25 августа 1947 года на самолете был выполнен первый полет. В том же месяце самолет передали на повторные государственные испытания, проходившие с 4 сентября по 17 ноября (ведущие инженер М. Ф. Розанов и летчик-испытатель В. Г. Иванов).

В ходе испытаний выполнили три полета на дальность: один без подвесных топливных баков по маршруту Чкаловская — г. Костерево — Чкаловская и два с дополнительными баками до Владимира и обратно, а также до Болдина (Нижегородская область) и обратно.

Существенным недостатком УТИ МиГ-9 посчитали компоновку передней кабины. В частности, отмечалось чрезмерно далекое расположение сиденья летчика от приборной доски, педалей и ручки управления самолетом. В то же время указывалось, что самолет достаточно устойчив в продольном и боковом отношении во всем диапазоне скоростей полета как на режиме планирования, так и на режиме полного газа. Радиус и время виража на высоте 1000 метров были соответственно 600 метров и 26–28 секунд. Боевой разворот, начинавшийся на высоте 1000 метров и скорости 680–760 км/ч, завершался на 1900–2000 метрах. На основании январского 1948 года постановления правительства спарку стали именовать УТИ МиГ-9. Но это еще не означало, что самолет готов для эксплуатации в строевых частях и учебно-тренировочных центрах. Лишь после завершающего этапа государственных испытаний, проходивших с 28 апреля по 10 мая 1948 года, машину рекомендовали к серийному производству, причем с подвесными баками, рекомендовав их и для установки на истребители.

ФТ-2 с подвесными топливными баками на аэродроме НИИ ВВС.

Но две построенных спарки так и остались в разряде опытных, хотя правительство решением от 16 мая 1947 года обязало завод № 1 начать серийное производство УТИ МиГ-9.

Впоследствии на «ФТ-2» испытывали первое отечественное катапультируемое кресло пилота, разработанное в ОКБ-155 по немецкому образцу. Его чертежи передали на завод № 1 в феврале 1947 года. Это была инициативная разработка ОКБ, так как технические требования к катапультируемому креслу ВВС не предъявили. Кресло смонтировали на обеих опытных спарках, но в НИИ ВВС передали машину «ФТ-2», из которой в сентябре 1947 года парашютисты-испытатели А. В. Быстров и Н. Я. Гладков выполнили несколько удачных катапультирований.

В сентябре 1947 года летчик-испытатель И. Т. Иващенко выполнил первый полет на самолете И-307 («ФФ»). Главным отличием очередной модификации были двигатели БМВ-003 с форсажными камерами, разработанными под руководством Г. Лозино-Лозинского и позволявшие кратковременно увеличивать тягу каждого двигателя до 1050 кгс.

Как показали летные испытания, завершившиеся в январе 1948 года, повышение тяговооруженности самолета благоприятно сказалось на его характеристиках. Скорость возросла до 930 км/ч, а скороподъемность — у земли до 24 м/с, время набора высоты 5000 м сократилось с 4 до 3,9 минуты. Все это при практически неизменной дальности полета.

Наиболее глубокой модификацией стал самолет И-308 («ФР»), подготовленный к серийному производству и имевший еще одно обозначение — МиГ-9М. На самолете установили воздушные тормоза, герметичную кабину вентиляционного типа, катапультное кресло и систему аварийного сброса фонаря кабины пилота, изменили электросхему запуска двигателей. Вооружение включало три орудия НС-23, смещенных назад на 600–700 мм от среза воздухозаборника двигателя. Первый полет на «ФР» выполнил летчик-испытатель ОКБ В. Н. Юганов в июле 1947 года.

Более мощные двигатели РД-21 ОКБ Д. Колосова в сочетании с улучшенной аэродинамикой позволили увеличить скорость полета до 965 км/ч, а скороподъемность у земли — до 28 м/с. Время набора высоты 5000 метров сократилось до 3,5 минуты. Практический потолок по расчетам достигал 14 км. Дополнительный топливный бак, установленный перед приборной доской летчика, позволил сохранить дальность полета на уровне серийных машин.

Заводские испытания МиГ-9М, завершившиеся 26 апреля 1948 года, прошли удовлетворительно, но государственные (ведущий летчик-испытатель В. Г. Иванов) он не выдержал. Причин было несколько. Среди них — низкое качество гермокабины, самопроизвольное выключение двигателей при залповой стрельбе из всех орудий, установка которых была недостаточно отработана, с большим трудом открывался фонарь кабины летчика, а замок выпущенного положения основных опор шасси не обеспечивал их надежную фиксацию, да и сама концепция самолета морально устарела. Правда, работа над двигателями РД-21 не пропала даром, поскольку они устанавливались на некоторых серийных машинах «ФС».

Был построен, но не испытывался самолет И-305 «ФЛ» с двигателем ТР-1А Архипа Люльки. Установка этого ТРД позволяла облегчить самолет до 4500 кг, что заметно улучшило бы его маневренность в горизонтальной и вертикальной плоскостях, снизило бы посадочную скорость на 15 км/ч. Не увидел свет и самолет «ФН» с двигателем РД-45.

В 1949 году ОКБ-155 предписывалось доработать механизацию крыла истребителя (увеличить угол отклонения закрылков), чтобы облегчить заход на посадку и сократить разбег на 200 метров.

Остался на бумаге и вариант МиГ-9 («ФН») с двигателем «Нин-1».

Тормозной щиток на крыле самолета.

Согласно приказу МАП от 14 августа 1948 года, Микояну надлежало разработать и к 1 июля 1949 года построить на заводе № 155 летающую лабораторию СДК-9А, предназначенную для испытаний системы наведения фронтовой крылатой ракеты ФКР-1, созданной на базе И-308 авиационной «Кометы». Одновременно ОКБ-155 предписывалось разработать к 1 декабря эскизный проект самолета-снаряда «Комета» и проработать вопрос об использовании в качестве авиаматки самолетов Ту-2, Ту-14 и Ту-4.

С МиГ-9 сняли вооружение, в районе «редана» расположили кабину экспериментатора, разместив его спиной по полету, а в носовой части и на киле — антенны аппаратуры наведения ракеты на цель. Полеты летающей лаборатории, оснащенной автопилотом АП-24, начались в июне 1949 года и продолжались около четырех лет.