И-26 спроектировали всего за пять месяцев 1939 г. За один день до конца 1939 г. изящный красный моноплан с полосатым красно-белым рулем направления ("фирменная" раскраска опытных машин Яковлева) перевезли на Ходынку для прохождения заводских испытаний. Первый раз И-26 поднял в воздух шеф-пилот фирмы Ю.И. Пионтковский 13 января 1940 г. "Рекордные" сроки проектирования истребителя сразу же дали себя знать. Дефектов, грубых ошибок, нестыковок было более, чем достаточно. Главное - недостаточной оказалась прочность самолета. Действительная масса пустого превысила расчетную на 300 кг; справедливости ради следует отметить, что решающий вклад в этот весьма чувствительный довесок внесли смежники (превышен вес двигателя, винта, шасси и ряда других агрегатов). Крайне неудачной оказалась конструкция шасси. На скорости свыше 220 км/ч стойки шасси не убирались, при уборке колеса с силой ударялись об обшивку крыла, а при выпуске стойки выпрямлялись чересчур энергично, грозя сломать подкосы. Ненадежными были замки, постоянно существовала опасность непреднамеренной уборки или выпуска шасси. Масса проблем была связана с винтомоторной установкой. Опытный М-105П постоянно перегревался, а винт раскручивался до числа оборотов, превосходящих допустимое, текла маслосистема. За неполных четыре месяца летных испытаний (выполнено 42 полета). На И-26-м пришлось сменить пять двигателей. Более-менее нормально истребитель стал летать только после замены винта ВИШ-52П на ВИШ-61П и доработки ряда агрегатов двигателя.
Испытания И-26-1 были прерваны трагедией - 27 апреля 1940 г. на нем разбился шеф-пилот яковлевской фирмы Юлиан Иванович Пионтковский. Точную причину катастрофы установить не удалось; вероятно, самопроизвольно вышло шасси, колеса начали раскачиваться и наносить удары по крылу, обшивка крыла разрушилась, и самолет потерял устойчивость и управляемость. Подругой версии у самолета отвалилось вследствие недостаточной прочности крыло при выполнении летчиком бочки.
В конструкции второго прототипа И-26-2 был учтен опыт первенца: усилена прочность крыла за счет увеличения толщины обшивки. Усилены места крепления плоскостей к фюзеляжу; маслорадиатор двигателя был перенесен под мотор, что несколько улучшило температурный режим, уменьшен боекомплект и сняты два ШКАСа. Масса И-26-2 возросла по сравнению с первым прототипом на 100 кг.
Второй опытный образец истребителя - И-26-2
Заводские испытания И-26-2 проходили с марта по май 1940 г. Проводивший испытания С.А.Корзинщиков выполнил несколько полетов на пилотаж; вместе с Корзинщиковым заводские испытания И-26-2 проводил летчик П.И.Федрови. Главный конструктор, конечно же, знал о недостаточной прочности машины, поэтому Пионтковскому пилотаж запрещался, а Корзинщикову разрешили крутить относительно простые фигуры и на пониженных скоростях. Стоит добавить, что все полеты проводились с ограничением по взлетной массе, а на самолете не было ряда устройств, использование которых военные считали необходимым (радиостанции, генератора).
Весьма вероятно, - не будь Яковлев зам. наркома авиационной промышленности, история истребителя заводскими испытаниями и закончилась бы. Чего стоит тот факт, что в своих 42-х полетах Пионтковский 15 раз садился на вынужденную, так что катастрофа - результат вполне закономерный. Однако "удачливому человеку" (так назвал А.С. Яковлева выдающийся летчик-испытатель Марк Лазаревич Галлай) удалось убедить Сталина в перспективности своего детища. 29 мая 1940 г. комиссия НКАП признала возможным передать И-26 на государственные испытания. В акте приемки на госиспытания от 1 июня 1940 г. отмечен целый "букет" несоответствий самолета требованиям ТЗ и норм прочности. НИИ ВВС согласился принять И-26 на испытания только по причине беспрецедентного давления сверху.
В это время уже велось серийное производство истребителей. Решение об изготовлении на заводе № 301 в Химках войсковой серии было принято еще 19 февраля, а 4, 16 и 29 мая 1940 г. постановлениями Комитета обороны при СНК СССР предписывалось организовать серийное производство на заводах № 47 (в Ленинграде), № 301 (в Химках) и № 292 (в Саратове).
Задачу испытателям поставили непростую - доказать способность самолета достичь расчетных характеристик. Пришлось в угоду специфическим требованиям (обычно соответствие реальных и расчетных характеристик проверяют, а не подтверждают) менять все методики испытаний. Набор высоты осуществлялся с выдерживанием горизонтальных площадок через каждые две-три минуты, замеры максимальной скорости проводились в течение трех минут вместо шести. Более того, после выруливания, перед взлетом, мотор на 10-15 минут выключался. Причинами таких, с позволения сказать, "испытаний", были перегрев двигателя и недостаточная прочность. По воспоминаниям ведущего инженера НИИ ВВС И.Г. Рабкина, эти полеты получили неофициальное название "полуполетов".
На госиспытаниях И-26-2 налетал в 52-х полетах 21 час. Испытания проводили П.М. Стефановский и А.С. Николаев. По их результатам НИИ ВВС вынес заключение, что истребитель И-26 госиспытания не выдержал, а дефектная ведомость по машине состояла из 123 пунктов. В то же время, испытатели отметили и положительные качества самолета, прежде всего, простоту пилотирования и принципиальную возможность достижения расчетных характеристик. Формально И-26 не то чтобы не выдержал госиспытания, - он их "не закончил", т. е. не был проведен ряд полетов. Однако все прекрасно понимали, что произойдет с машиной и летчиком в случае выполнения высшего пилотажа или пикирования на больших скоростях.