С апреля 1955 г. на специально выделенном УТИ МиГ-15, доработанном в летающую лабораторию, велись опережающие заводские испытания катапультируемого кресла конструкции ОКБ Сухого. Уже первые пробные катапультирования манекенов показали, насколько трудна для реализации выбранная схема с защитой летчика фонарем. В результате довольно скоро было решено перейти к традиционному варианту со сбросом фонаря. Заводские испытания новой системы проводились на УТИ МиГ-15 и Як-25 в 1956 г., что дало возможность оснастить самолеты С-1 и Т-3 опытными экземплярами кресла КС (КС-1).
Опытный Т-3 оснащался РЛС Алмаз-3 с двумя антеннами
Т-3 test interceptor was equipped with Almaz-3 radar with two antennas
К маю 1955 г. министерство изменило приоритеты постройки самолетов: основной задачей стало создание Т-3, а к концу года тема фронтового истребителя Т-1 была совсем закрыта. В связи с этим для строительства Т-3 (получившего заводской индекс изделие 81) решили использовать задел по Т-1, находившемуся, кстати, уже в стадии стапельной сборки. Для этого на нем пришлось переделать НЧФ, отсек кабины и передние отсеки крыла. Уже к концу 1955 г. экземпляр Т-3 для статиспытаний был закончен производством. К тому времени завершилась и сборка всех основных агрегатов летного экземпляра, за исключением крыла, общая техническая готовность работ составила 95%. В связи с задержкой поставки некоторых систем на самолете не устанавливались: РЛС Алмаз-3, прицел ПВУ-67, предназначенный для применения ракет К-6 и К-7 и аппаратура системы госопоз-навния СРЗО-2. На их месте в НЧФ монтировалась контрольно-записывающая аппаратура (КЗА) и центровочный груз. Пушки не устанавливались. Основные сложности возникли с двигателем – ОКБ-165 не укладывалось в заданные сроки стендовых испытаний, соответственно сдвигались и сроки поставки летных экземпляров АЛ-7Ф, кроме того, выяснилось, что сам двигатель изрядно потяжелел.
Сборка летного экземпляра Т-3 была закончена в марте 1956 г., а в начале апреля был получен опытный экземпляр двигателя АЛ-7Ф (№ 21-09). В ночь с 22 на 23 апреля самолет перевезли на аэродром ЛИИ, на летно-испытательную станцию (ЛИС) завода. Приказом министра для проведения заводских испытаний была назначена летно-техническая бригада в составе: летчика-испытателя В.Н.Маха-лина (незадолго до этого прикомандированного к ОКБ из НИИ ВВС), ведущего инженера по испытаниям М.И.Зуева, механика В.И.Соболева и моториста А.И.Щечкина. В течение месяца на самолете производились наземные отработки, проверка работы оборудования и систем, пробные рулежки. В субботу 26 мая уже под вечер после длительного ожидания, вызванного поиском неисправности связной радиостанции, В.Н.Махалин в первый раз поднял машину в воздух. А менее чем через месяц, 24 июня Т-3 вместе с другим ' вым самолетом ОКБ хого С-1 был впервые пуб-чно показан на воздушном раде в Тушино.
Летные испытания Т-3 оходили в несколько эта-в, с перерывами, обуслов-нными необходимостью работок и замены двига-лей. На первом этапе, про-лжавшемся до 28 сентяб-1956 г., определялись ос-вные ЛТХ самолета. Был толнен 31 полет, из них 27 по программе испытаний, ределены характеристики молета с подвесками К-7, енена устойчивость и уп-вляемость на больших уг-х атаки и даже выполнен опор. Все работы в этот риод выполнял В.Н.Маха-н, ему выпало и первому пытать, что означает оста-вка в полете двигателя на этом типе самолета. 1 сентября, как раз при выполнении задания на штопор, во втором заходе с высоты 10000 м из-за срыва компрессора встал двигатель. Летчик вывел машину из штопора и в полете со снижением лишь с 5-й попытки смог запустить АЛ-7Ф, после чего благополучно посадил самолет.
К концу октября вышел ресурс двигателя, и Т-3 отправили в ОКБ, где до начала марта 1957 г. на нем выполнили ряд доработок. На самолет установили: РЛС Алмаз-3 и прицельно-вычислительное устройство ПВУ-67, правда, так и не подвергшихся испытаниям и вскоре снятых с самолета; систему пуска ракет К-7л; радиостанцию Миндаль взамен Дуб; систему госопознавания СРЗО-2; увеличенный контейнер тормозного парашюта; новую сдвижную часть фонаря и т.д.
Начало второго этапа заводских испытаний сильно затянулось из-за отсутствия нового двигателя. Они возобновились лишь 8 марта 1957 г. Теперь полеты продолжили летчики-испытатели ЛИИ В.М.Пронякин и В.С.Ильюшин. Летом самолет был переба-зирован на 6-й полигон МО во Владимировке, где на нем проводились отладочные испытания системы К-7л с реальными пусками ракет и испытания по заглоханию двигателя. Полеты выполнял Ильюшин. с После возвращения самолета в ЛИИ, 1 испытания продолжались с 20 сентября по t 16 октября 1957 г. Ознакомительные полеты на нем выполняли летчики Л.Г.Коби-щан, А.А.Кознов и М.Л.Петушков.
В общей сложности за полтора года на Т-3 было выполнено около 80 полетов, позволивших убедиться в правильности основных конструктивно-компоновочных решений. Самолет показал в общем неплохие результаты, хотя выполнить все пункты ТТТ не удалось, т.к. по сравнению с проектными данными он сильно потяжелел, а расчетные характеристики двигателя оказались явно завышенными. В результате маловатыми получились дальность и продолжительность полета, большими – скорости на взлете и посадке. Основные трудности в ходе испытаний были связаны с недостаточной отработкой мощного, но очень капризного АЛ-7Ф с