18 декабря 1947 года завершились государственные испытания, за время которых было выполнено 53 полета, а с начала эксплуатации - 123 полета с налетом 53 часа 15 мин. В Акте по результатам госиспытаний отмечалось, что: «... Самолет имеет следующие преимущества по сравнению с однотипными отечественными самолетами, находящимися в серийном производстве:
а) более легкая летная эксплуатация и более простое наземное обслуживание;
б) применение ускорителей взлета и тормозного парашюта позволяют эксплуатировать его на аэродромах вместе с самолетами, имеющими поршневые моторы;
в) мощное вооружение, полностью используемое во всем диапазоне высот и скоростей;
г) достаточный объем спецоборудования, средств связи и аэронавигации;
д) допускает путем простой модификации установку поискового радиолокатора «Торий», что обеспечивает переделку его в перехватчик;
е) технические данные этого самолета находятся на уровне серийных самолетов...».
Вместе с тем был выявлен ряд недостатков, подлежащих обязательному устранению и в первую очередь - увеличение предельно допустимого числа М и уменьшение нагрузки на ручку управления.
В течение января 1948 года руководством ВВС, наряду с актом по результатам госиспытаний самолета Су-9, был подготовлен проект письма И.В. Сталину и проект постановления правительства об утверждении акта госиспытаний истребителя Су-9. Проект постановления предусматривал запуск самолета Су-9 в серийное производство на заводе № 153 (г. Новосибирск) в варианте истребителя-перехватчика с гермокабиной, с возможностью установки РЛС «Торий», а кроме того, требовал в августе 1948 года предъявить на госиспытания истребитель-перехватчик с двумя двигателями РД-500 и РЛС «Торий».
В начале февраля эти документы были направлены для согласования Министру авиационной промышленности.
Прошло два месяца, министр молчал. В конце марта К.А. Вершинин вторично обратился к М.В. Хруничеву с просьбой ускорить рассмотрение материалов по самолету Су-9. В первых числах апреля главком ВВС получил новое предложение П.О. Сухого и ответ министра авиапромышленности. Павел Осипович считал, что:
«В связи с предстоящим решением вопроса о внедрении самолета в серийное производство... наиболее целесообразно - с точки зрения ускорения отработки нового типа истребителя-перехватчика - запускать самолет в производство, изменив носовую часть фюзеляжа для размещения локатора перехвата и предусмотрев герметическую кабину.
Эти изменения не принципиальны и отработаны уже на макете носовой части фюзеляжа, так что при выпуске локатора перехвата можно будет сразу вести на серийных самолетах проверку работы установки локатора в полете и отрабатывать эксплуатационные моменты герметической кабины, как, например, температурный режим, запотевание стекол и др.
Запуск самолета с измененной под локатор перехвата носовой частью фюзеляжа представляет также интерес с точки зрения серийного завода, так как для дальнейшей модификации перехватчика с 2 РД-500 остается значительное число агрегатов неизменными. Изменяется только горизонтальное оперение и крыло с установкой под двигатели РД-500, так как повышенная тяга двигателей заставляет перейти на более тонкое крыло.
Таким образом, резюмируя вышеизложенное, считаю целесообразным:
7. Запуск самолета Су-9 в серийное производство по чертежам, в которых уже предусмотрены герметическая кабина и изменения в носовой части фюзеляжа под установку локатора перехвата.
2. Проектирование и постройка в 1948 году опытного самолета под двигатели РД-500 на базе самолета Су-9 с новым крылом и горизонтальным оперением.
Эти два параллельных мероприятия сократят срок отработки нового типа самолета-перехватчика на 1-1,5 года».
В свою очередь М.В. Хруничев, отвечая на запрос К.А. Вершинина, писал, что:
«... С актом № 180 по результатам государственных испытаний опытного одноместного истребителя т. Сухого (Су-9) согласен.
Так как летно-технические данные самолета Су-9 соответствуют требованиям, установленным для него постановлением правительства, Министерство авиационной промышленности может принять самолет Су-9 к серийному производству, но при условии сохранения его в серийном производстве в течение 2-х лет. Меньший срок серийного производства не оправдает значительных затрат на постановку производства самолета.
Ваше предложение о выпуске самолетов Су-9 с новыми двигателями РД-500, с установкой радиолокационного оборудования для поиска цели в облаках и с пушками калибра 37 мм является серьезной модификацией и по существу требует создания нового самолета.
Такой самолет может быть спроектирован и построен по опытному плану с проведением госиспытаний, по результатам которых может быть решен вопрос о запуске его в серийное производство.
Прошу решение этого вопроса вынести на рассмотрение министра Вооруженных Сил т. Булганина». Срочно была подготовлена докладная записка на имя Н.А.Булганина и составлен новый проект постановления правительства, в котором серийный завод № 153 был заменен на завод № 381 (г. Москва), а также добавлен пункт о принятии на вооружение авиации самолета Су-9 в варианте истребителя-перехватчика.
В докладной записке главком ВВС, пытаясь отстоять свою точку зрения отмечал, что:
«... т. Хруничев не согласен запускать самолет Су-9 в серийное производство в предлагаемом ВВС варианте истребителя-перехватчика, а считает возможным строить его в варианте фронтового истребителя.
Согласиться с предложением т. Хруничева не могу и настаиваю на запуске в серийное производство самолета Су-9 в варианте истребителя-перехватчика, т.е. в том виде, как указано в письме тов. Сталину и в проекте постановления Совета Министров СССР.
Главный конструктор тов. Сухой согласен с предложением ВВС». 3 апреля документы были направлены министру ВС СССР, а через несколько дней возвратились со следующей резолюцией: «... Согласен с предложением т. Хруничева. Предложение ВВС считаю неприемлемым». По-видимому, в сложившейся ситуации К.А. Вершинину ничего не оставалось, как согласиться с предложением министра авиационной промышленности, но время было упущено, интерес к фронтовому истребителю Су-9 пропал, к тому же, в марте 1948 года правительство приняло решение запустить в серию и принять на вооружение истребитель МиГ-15, который в большей степени соответствовал современным требованиям.
Пока решался вопрос с серией, с целью устранения недостатков, выявленных на госиспытаниях, на самолет Су-9 были установлены бустерные механизмы в системе управления элеронами и рулем высоты.
Еще в сентябре 1946, в целях доводки опытных агрегатов гидравлических и пневматических приводов, применяемых на самолетах, а также в целях обеспечения проектирования новых, перспективных конструкций, в ОКБ-134 была организована исследовательская лаборатория.