Опытный истребитель С-1 в период заводских испытаний.

Испытательную бригаду возглавил ведущий инженер В.П. Балуев. Поскольку у ОКБ-51 еще не было своих летчиков-испытателей, для первых полетов на С-1 на время по договоренности с ВВС был приглашен А.Г. Кочетков из Государственного Краснознаменного научно-испытательного института военно-воздушных сил (ГК НИИ ВВС), ранее уже испытывавший первый реактивный самолет П.О. Сухого Су-9.

27 июля А.Г. Кочетков на С-1 выполнил первую рулежку. Затем последовали новые пробеги уже с отрывом носового колеса, но, несмотря на отсутствие замечаний по машине, дата первого полета все откладывалась. 6 сентября П.О. Сухой направил в МАП заявку на первый полет С-1, но события следующего дня внесли свои коррективы. 7 сентября планировалась очередная рулежка и небольшой подлет, но как только машина оторвалась от полосы, она неожиданно взмыла на 15 метров. Длины полосы для посадки впереди уже явно не хватало. Летчику ничего не оставалось делать, как помочь оказавшейся очень "летучей" машине. Увеличив до максимальных оборотов тягу ТРД, А.Г. Кочетков продолжил полет. Сделав полет по кругу, С-1 совершил посадку. За спасение опытной машины летчику была объявлена благодарность и выдана премия в размере месячного оклада.

Первый этап заводских испытаний С-1, оснащенного бесфорсажным ТРД АЛ-7, был завершен 23 января 1956 года. К этому времени машина выполнила 11 полетов и налетала четыре часа и пять минут. При этом удалось перейти звуковой барьер в горизонтальном полете и определить основные характеристики устойчивости и управляемости самолета. Тогда же А.Г. Кочетков был отозван в ОКБ С.А. Лавочкина для испытаний перехватчика Ла-250. На свое место он порекомендовал летчика-испытателя В.Н. Махалина из истребительного отдела ГК НИИ ВВС.

Тем временем моторостроители подготовили летный экземпляр двигателя АЛ-7Ф с форсажной камерой и регулируемым двухпозиционным соплом. Тяга двигателя на максимале составляла 6850 кг, а на форсаже 8800 кг. После небольшой доработки он был установлен на С-1, и в марте 1956 года начался второй этап испытаний машины. Уже в первых полетах после включения форсажа самолет легко разогнался до скорости М=1,3-1,4. Еще один шаг, и был взят барьер в М=1,7. Теперь испытатели замахнулись на две скорости звука!

В каждом новом полете для уменьшения риска потерять единственную опытную машину скорость увеличивали на 0,1 Маха. 9 июня самолет достиг скорости в 2070 км/ч (М=1,96), но неожиданно начался помпаж воздухозаборника, сопровождавшийся тряской носовой части фюзеляжа, хлопками и "бубнением" в канале воздухозаборника, а также периодическими изменениями тяги двигателя. Махалин, выключив форсаж, сбросил скорость. Помпаж прекратился. Следующий вылет закончился тем же. Стало ясно, что полеты на достижение максимальной скорости придется прекратить до выяснения причин, вызывающих помпаж, и разработки средств его преодоления. Но уже тогда достигнутая скорость превосходила требуемую ТТТ ВВС, что вызвало воодушевление заказчика и руководства МАП, поскольку обещало резкий прирост максимальной скорости по сравнению с самым скоростным на то время советским истребителем МиГ-19. Однако следует отметить, что двигатель на то время был абсолютно «сырым» и не готовым к серийному производству. Завод № 45, получивший задание на его освоение, изготовил к концу 1956 года лишь несколько десятков изделий, но из-за неоднократных случаев разрушения лопаток турбины большинство АЛ-7Ф были возвращены предприятию-изготовителю со штрафными санкциями.