Первый вылет на истребителе И-301 совершил 28 марта 1940 года летчик-испытатель Алексей Иванович Никашин. Истребитель Лавочкина-Горбунова-Гудкова И-301 представлял собой одноместный истребитель-моноплан деревянной конструкции с низкорасположенным крылом, мотором водяного охлаждения М-105П и трехлопастным винтом изменяемого шага ВИШ-61.

Дабы сэкономить время, в испытаниях принимали участие представители заказчика - НИИ ВВС. Назначенный руководителем бригады военных испытателей Михаил Иванович Таракановский приступил к изучению самолета еще летом 1939 года.

Он принимал участие в оценке проекта И-301, работе макетной комиссии и вел наблюдение за ходом постройки прототипа. Первый полет прошел успешно, Никашин заявил, что не видит никаких препятствий к выполнению следующего.

В конце апреля самолет начали готовить к первомайскому воздушному параду над Красной площадью. Отполированный «рояль» вишневого цвета эффектно продемонстрировал 1 Мая Никашин. Заводские испытания закончили 12 апреля, и вскоре машину предъявили на государственные испытания, которые проводились в НИИ ВВС с 15 по 27 июня 1940 года.

В ходе госиспытаний на И-301 выполнили 42 полета. Конечно, машина была сырой, меняли покрышки шасси, водорадиатор и карбюраторы, устраняли течь в системе охлаждения мотора и утечки воздуха из системы, но серьезных отказов, которые могли бы замедлить испытания, не было.

В доработках активное участие принимала заводская бригада рабочих под руководством ведущего инженера П. Г. Питерина. Самолет имел исключительно мощное, по сравнению с одновременно проектировавшимися «одноклассниками», вооружение - 23-мм пушку конструкции Таубина в развале блоков цилиндров и два крупнокалиберных пулемета БС, предусматривалась установка еще двух ШКАСов. Первый прототип И-301 был готов к весне 1940 года.