Перед началом летных испытаний на земле произвели татировку истечения топлива. Провели огневые испытания ВРД-1, в которых для создания скоростного напора впереди испытуемого самолета устанавливается ЛаГГ-5. Двигатель на земле удалось запустить только два раза, но из-за неравномерности и небольшой скорости обдувающего потока выводы о работе ВРД-1 сделать не удалось.
Первый полет ЛаГГ-3, состоявшийся 5 августа, посвятили проверке крепления ПВРД. Затем в шести последующих провели отработку подачи горючего, регулировку состава смеси и системы зажигания, проверку запуска и работы ВРД-1 на различных высотах и скоростях. В семи полетах исследовались пусковые качества и эффективность двигателей, а также была определена потеря максимальной скорости при наличии и отсутствии обтекателей узлов подвески. Всего до 16 августа на ЛаГГ-3 с ВРД-1 летчик-испытатель капитан Мишенко совершил 14 полетов.
Полученный абсолютный прирост максимальной скорости (по отношению к скорости полета с выключенными ПВРД) на высоте 1500 м составил 12-15 км/ч. Сами двигатели вместе с обтекателями узлов подвески имели большое аэродинамическое сопротивление и снижали максимальную скорость на 35-40 км/ч. Хотя процесс горения в ВРД-1 не отрегулировали, полученный прирост скорости от расчетной величины отличался незначительно. Согласно проведенным расчетам при полете Лагг-3 № 31213173 с мотором М-105ПФ увеличение максимальной скорости от включения ускорителей должно было составить 23 км/ч на высоте 4000 метров и 17 км/ч на высоте 1500 м для нормального варианта и, соответственно, 49 и 40 км/ч - для форсированного. Правда, последний вариант из-за недостаточной производительности насоса ВНК-10 не испытывался.
По результатам летных испытаний сделали заключение: "Необходимо форсировать работы по улучшению режима горения, запуску на больших высотах, автоматическому регулированию состава смеси и конструированию рациональных форм подвески и ВРД, обеспечивающих более органическую связь с самолетом". Отчет о проведении первого летного испытания ЛаГГ-3 с ВРД-1 в настоящее время хранится в научно-технической библиотеке НЦ им. М.В. Келдыша.
М.М. Бондарюк продолжал работы над созданием авиационных прямоточных двигателей, и в 1944 г. появился ПВРД-430 (диаметр 430 мм) с тягой 170 кгс у земли. В марте 1946 г. на 301-м заводе выполнили эскизный проект опытного самолета С.А. Лавочкина "120" с двумя такими двигателями. Однако затем выбор пал на четырехпушечный истребитель "126". Этот самолет, доработанный под установку двух дополнительных двигателей ПВРД-430, получил заводской индекс "164".
На обеих консолях крыла возле нервюры № 2 установили четыре легкосъемных узла крепления ускорителей, между крылом и корпусом двигателя - металлические обтекатели, а на левой консоле над ПВРД-430 - приемник давления. Дополнительно были усилены узел крепления стабилизатора и лонжерон руля высоты. Внутри кабины разместили оборудование, связанное с работой ускорителей. На место двух пушек - левой и крайней правой, боекомплектов и патронных ящиков к ним установили агрегаты управления и питания системы ПВРД.
На летно-испытательной станции завода № 301 в период с 26 июня по 4 сентября 1946 г. прошли совместные заводские испытания самолета "164". Их целью являлось получение исходных данных для определения эффективности работы и эксплуатационных качеств ускорителей. Летчики-испытатели завода А.В. Давыдов и А.А. Попов совершили 34 полета (29 и 5 соответственно) общей продолжительностью двенадцать с половиной часов на высотах 200, 500, 1000, 2000, 3000 и 4800 метров. В тридцати полетах включались ПВРД и в сумме проработали в воздухе 46 минут. Из всех 110 включений ускорителей в 20 происходили отказы зажигания, основной причиной которых стали неполадки в системах зажигания и топливоподачи. Только в одном случае отказ произошел, когда обе эти системы были исправны. Анализ причин этих отказов показал, что к ним приводил либо перегар бабины, либо нештатная работа пусковой форсунки, связанная с ее засорением или с нарушением регулировки дросселя.
Полученная на испытаниях максимальная скорость полета с работающими ПВРД составила 694 км/ч на высоте 2340 метров и 663 км/ч на высоте 1235 м. Прирост скорости, соответственно, был равен 109 и 104 км/ч, что совпадало с расчетными данными и свидетельствовало о хорошей работе двигателей. Однако ускорители имели большое аэродинамическое сопротивление, и это приводило к ухудшению летных характеристик. В итоге, прирост скорости относительно самолета, необорудованного ускорителями, на указанных высотах составил только 64 км/ч и 62 км/ч. При условии улучшения аэродинамики подвески ускорителей и отработанной регулировке подачи горючего на полностью установившейся скорости прирост скорости самолета "164" на высоте 2000 метров на отрезке 10-15 км можно было довести до 75-80 км/ч, а на высоте 5000 метров - до 90-100 км/ч.
Техника пилотирования этого самолета на взлете, при наборе высоты и на горизонталях, по мнению ведущего летчика-испытателя А.В. Давыдова, существенно не отличалась от техники пилотирования обычного серийного истребителя С.А. Лавочкина. Исключение составлял взлет, который продолжался несколько дольше и требовал большей длины разбега (приблизительно на 100-125 метров).