Чтобы не опоздать к моменту, когда будет решаться вопрос о серийном производстве истребителя нового типа, надо было построить самолет очень быстро (истребители Яковлева и Лавочкина уже были близки к летным испытаниям). По инициативе Артема Ивановича и при поддержке завода проектирование организовали по-новому: конструкторы работали вместе с заводскими технологами, благодаря чему узлы и детали с самых первых чертежей разрабатывались с учетом возможностей имевшихся станков и технологии, и завод начал загодя готовить производство. В результате был поставлен своеобразный рекорд: рабочее проектирование началось в конце ноября 1939 года, а 5 апреля 1940 года опытный самолет, названный И-200, с двигателем АМ-35 выполнил первый полет.
После государственных испытаний ему присвоили наименование МиГ-1 — по начальным буквам фамилий Микояна и Гуревича. Как раз перед этим вышло решение правительства о таком порядке присвоения названий самолетам, а двигателям — по инициалам. При этом истребители получали нечетные номера, а бомбардировщики и другие типы — четные (до этого они назывались по начальным буквам типа техники: «И» — истребитель, «ДБ» — дальний бомбардировщик, «М» — мотор и т. п.). Аббревиатуры МиГ, Як, Ту и другие в названиях самолетов сохраняются до сих пор, хотя этих конструкторов уже давно нет в живых.
В большую серию на авиазаводе № 1 был запущен модифицированный вариант, получивший наименование МиГ-3. Модификация заключалась прежде всего в установке дополнительного бака для увеличения дальности полета. С проблемой дальности полета связана трагическая история. При испытаниях в НИИ ВВС самолет даже с этим баком не достиг заданной тактико-техническими требованиями (ТТТ) дальности в 1000 км. Вопрос рассматривался у Сталина как препятствие для запуска в серийное производство. Расход топлива на большой высоте можно было уменьшить, как и предусматривалось конструктором, используя высотный корректор, обеднявший топливовоздушную смесь. Однако из-за недоиспытанности мотора Микулин временно запретил использование корректора. Однако, чтобы подтвердить возможность получения в дальнейшем дальности 1000 км, ОКБ добилось от Микулина разрешения на один полет с применением высотного корректора. Заданная дальность была подтверждена, о чем сразу доложили наркому, а он — Сталину. Кто мог предвидеть, что случится беда?
Сталин с подсказки Берии решил, что военные сознательно занизили данные самолета, чтобы сорвать запуск его в серию (хотя в акте по испытаниям военные тоже требовали использования корректора). Арестовали начальника НИИ ВВС генерала Александра Ивановича Филина и нескольких его сотрудников. Филин был грамотным инженером, опытным летчиком-испытателем. По отзывам знавших Филина людей, в том числе и Артема Ивановича, он как начальник Института пользовался всеобщим уважением, хотя и доставлял некоторые неприятности конструкторам, отстаивая требования военных по улучшениям самолетов, особенно по их оснащению. В частности, он настаивал на установке на самолетах радиостанций, что тогда не находило понимания, в том числе и у Сталина, для которого наиболее важным были скорость и потолок самолетов (хотя в мире радио на истребителях уже широко применялось). Отсутствие радиосвязи на самолетах было одной из причин неудач наших летчиков в первые полтора-два года войны.
В предвоенные годы Сталин часто приглашал к себе конструкторов, особенно авиационных, военных руководителей и летчиков-испытателей. У него неоднократно бывал и Филин, которому Сталин, казалось, верил. Тем не менее его перед самой войной арестовали, а в начале 1942 года расстреляли.
Самолет МиГ-3 отличался от всех существовавших истребителей высотностью, что и было целью его разработки, как самолета для ПВО. Установленный на нем отечественный мотор конструкции А. А. Микулина АМ-35 был высотным вариантом мотора АМ-34, предназначенного для бомбардировщиков. (Надо сказать, что мотор М-105 самолетов «Як» и ЛаГГ-3 создан на базе мотора «Испано-Сюиза», а АШ-82 самолета Ла-5 — на базе американского «Райт-Циклон».) Мотор Микулина снабдили мощным нагнетателем, который, создавая наддув, то есть увеличивая давление топливовоздушной смеси на входе в двигатель, повышал его мощность при полете на большой высоте (без наддува мощность мотора с увеличением высоты полета быстро падает из-за уменьшения плотности воздуха). Расчетная высота двигателя, то есть высота, до которой поддерживается максимальная мощность, была больше 7000 м, в то время как у других двигателей — около 4000 м. Поэтому самолет МиГ-3 мог летать на высоте несколько более 12 000 м — выше всех известных тогда серийных истребителей, а скорость на больших высотах доходила до 630 км/ч. У «яка» потолок был 10 200 м, а скорость менее 600 км/ч. (Надо отметить, что использованию высот 12 000 м и выше на «миге» мешал недостаток двигателя — падение давления масла ниже допустимого.)