Одновременно обнаружился ряд недостатков, которые следовало исправить уже в ходе серийного производства. Планировалось исправить продольную и поперечную устойчивость, поскольку самолет был трудноват в пилотировании. Поступило предложение изменить профиль оконцовок крыла, который до того времени был таким же, что и у консолей, а также оснастить крыло предкрылками. Вооружение самолета признали слабоватым, его следовало усилить парой ШКАСов или БСов.
Поскольку завод уже подготовился к выпуску самолета, первые серийные машины покинули сборочный цех уже в октябре. Все три прототипа участвовали в параде 7 ноября.
3 декабря Главное Управление РККА приказом № 0309 определило проведение войсковых испытаний истребителя И-200. Местом испытаний выбрали Качинское летное училище. К испытаниям привлекли технический персонал 41-го ИАП Западного ВО. Испытания планировалось завершить в феврале 1941 года.
Приказ НКАП № 688 от декабря 1940 года предписывал директору завода № 1 подготовить десять предсерийных машин для отправки в Качу до 15 декабря. Раньше в НИИ ВВС передали три серийные самолета, которые предназначались для подготовки пилотов, которые будут проводить испытания. Тем временем приказом НКАП № 704 от 9 декабря самолет получил официальное название - МиГ-1.
После завершения войсковых испытаний, самолеты передали в 146-й ИАП, базировавшийся в Евпатории. В декабре 1940 года выпуск МиГов-1 приостановили после постройки сотни экземпляров. К тому времени конструкцию самолета переработали в такой степени, что был поднят вопрос об изменении названия самолета.
У первых восьми серийных машин фонарь кабины открывался на правую сторону. Это делало невозможным проветривание кабины в полете, а температура в кабине была высокая, так как пилот практически сидел на радиаторе. На девятом самолете появился фонарь, сдвигаемый назад с возможностью аварийного сброса. Была увеличена площадь остекления кабины за пилотом, налажена вентиляция кабины.
Новым в конструкции МиГ-1 было лобовое стекло, снимавшееся с частью обшивки. Это значительно упрощало доступ к приборной доске.
В ходе выпуска незначительно удлинили кожух водяного радиатора. Фюзеляжный топливный бак получил самогерметизирующиеся стенки. Несколько увеличили объем колесных ниш, чтобы колеса не задевали за крыло. Изменили конструкцию створок колесных ниш, одну из створок перенесли под фюзеляж.
Второй прототип И-230 с увеличенным размахом крыла.
В начале 1941 года первые МиГи-1 начали поступать в истребительные полки. Первыми новые самолеты получили 31-й ИАП Прибалтийского ВО в Ковно и 41-й ИАП Западного ВО в Белостоке.
Известно, что до 22 февраля успели передать 89 самолетов, в том числе 74 облетанных и 15 необлетанных. У изготовителя оставалось 11 самолетов: 3 облетанных и готовых к отправке, 1 готовый к облету и 3 в процессе испытания. В декабре строительства новых самолетов не начинали, достраивали машины, начатые прежде.
Установка на МиГ-1 двигателя АМ-35А считалась временной мерой, так как по проекту на самолете должен был стоять АМ-37. Для испытания двигателя в полете выбрали прототип И-200 № 2. Переделку планера под новый двигатель закончили к 8 декабря 1940 года. Кроме нового двигателя самолет получил новую систему охлаждения. На месте маслорадиаторов установили два водно-воздушных радиатора диаметром около 23 см, которые охлаждали воздух, подаваемый наддувом в карбюратор. Полукруглый маслорадиатор установили под передней частью двигателя. Вместо винта ВИШ-22Е поставили винт ВИШ-61 АЛ. С прототипа сняли вооружение.
Первый полет с новым двигателем прототипа № 2 состоялся 6 января 1941 года. Самолет пилотировал А.И. Жуков. 29 января приказом НКАП № 84 Жуков был официально назначен летчиком-испытателем программы. Технический надзор за испытаниями осуществлял Л.А. Балян.
В ходе заводских испытаний выяснилось, что двигатель неустойчиво работает на высотах более 4000 м. При уменьшении оборотов машина начинает вибрировать. 26 апреля по поручению Дементьева самолет передали заводу № 24, где провели ремонт двигателя. 7 мая самолет с двигателем АМ-37 № 313 в воздух поднял И.И. Ивашенко. Заходя на посадку, пилот забыл переключить подачу топлива с пустых крыльевых на фюзеляжный бак, поэтому двигатель заглох. Самолет упал и разбился. Дальнейших попыток установить АМ-37 на МиГ-1 не предпринималось. Вместо этого начались испытания МиГа-1 № 2020 с двигателем АМ-35А, и измененным передаточным числом редуктора: 0,732 вместо 0,902. Двигатель АМ-35А выпускали с тремя степенями редукции: 0,902, 0,732 и 0,59. Подсчеты показали, что для МиГа-1 оптимальным передаточным числом будет 0,755. Результат испытаний оказался положительным. С новым редуктором самолет развил 657 км/ч на высоте 8000 м.
Нумерация серийных самолетов требует пояснения. Так, номер 2020 означает 20-й самолет первой производственной серии. МиГам-1 была присвоены номера, начинающиеся с 20. С 10 начинались номера Яков-2. Более ранние самолеты, выпущенные заводом № 1, нумеровались без особой схемы. Так, самолеты Р-5 имели номера 4629, 5215, самолеты И-153 - 6453, 7046, 8161.
Все инстанции считали вооружение И-200 слишком слабым. Поэтому еще в ходе заводских испытаний изыскивались возможности увеличить число стволов и их калибр без больших изменений в конструкции планера.
Так появился проект самолета ИП-201 (ИП - истребитель пушечный), вооруженного парой пушек МП-3 (ПТБ-23) калибра 23 мм и парой пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм. Пушки с боекомплектом 60 выстрелов на ствол подвешивались в гондолах под крыльями за пределами диска винта. Вооружение в фюзеляже сократили, сняв пулемет БС, чтобы компенсировать массу более вместительного топливного бака на 195 л. Боекомплект к ШКАСам остался прежний - 750 выстрелов на ствол.
От этого МиГа остался только мотор.
Создателями пушки МП-3 (моторная пушка) были Ю.Г. Таубин и М.Н. Бабурин из ОКБ-16 Народного комиссариата вооружений. Пушку предполагалось установить на металлическом лафете между 1-й и 4-й нервюрами наружной части крыла до главного и переднего лонжерона. Обтекатель, закрывающий пушку, был довольно большим, но ожидалось, что сильно на скорости самолета новое вооружение не скажется, и машина будет развивать до 635 км/ч, а с двигателем АМ-37 и 650 км/ч.
Кроме пушек предусматривалась возможность несения двух 100-кг бомб, то есть ИП-201 предполагали использовать и для борьбы с наземными целями.
Работу пушки сначала исследовали в лабораторных условиях. Был сооружен макет крыла с гондолой. 16 июня из пушки произвели 108 выстрелов. 27 июля проект рассматривала комиссия НКАП под руководством Б.Н. Юрьева, занимавшаяся рационализаторскими предложениями. Комиссия признала проект ИП-201 интересным и рекомендовала его реализовать. Одновременно, определилось, что расчетная скорость самолета значительно завышена. Более реальной была скорость 615 км/ч. 1 августа проект был рассмотрен в НИИ ВВС, где решили, что скорострельность пушек МП-3 (300 выстрелов в минуту) явно недостаточна, поэтому поступило предложение заменить их парой пулеметов БС с боекомплектом 300 выстрелов на ствол.
