1959 年 7 月，在整整五个月的系统地面核查后，由于发动机测试项目的拖延，这种机型在这时候仍然没有合适的动力。年底，试验阶段的 R-15-300 发动机终于在米高扬的实验工厂完成装配。11 月 30 日，E-150 返回拉明斯克进行滑行测试。但是，发动机在起飞前就出现故障需要替换，所以飞机直到 60 年中期才完成试飞准备。
　　8 月 8 日，E-150 在米高扬试飞员亚历山大·V·菲多托夫的驾驶下进行了它首航，工厂的测验直到 1962 年 1 月 15 日全部完成，总共试飞 42 次。在第 28 次试飞时，E-150 在 19,000 米的高度达到了 2.65 马赫（2,890 公里/时，还未完全打开加力）。起飞重量在当时都达到了 10,200 公斤。然而并不是所有的试飞都是顺利的，有一次由于减速伞失灵，飞机冲到跑道末端的软泥中，整个飞机翻转了过来。幸运的是飞行员没有受伤，飞机也没有严重损伤。
　　E-150 的表现远远高于同时代的其它战斗机。它持续水平飞行的最大高度为 23,250 米。两分半钟能爬升到 15,000 米，四分半钟能达到 20,000 米。工厂的测试报告中有一张该机与当时大批量生产的米格-21F 战术战斗机的性能对比表。它说道 E-150 的爬升速度是米格-21F 的两倍。在 2.65 马赫的最高速度下飞机在爬升到 22,500 米的高度记录。在这个报告中，试飞员菲多托夫不断称赞 E-150 的加速度和爬升率惊人——这些对截击机来说显然是非常重要的特性。