Силовая установка ВИ-100 включала пару 1100-сильных 12-цилиндровых моторов жидкостного охлаждения М-105Р конструкции Климова. Двигатели комплектовались турбокомпрессорами ТК-2, разработанными в ЦИАМе, и трехлопастными металлическими воздушными винтами изменяемого шага ВИШ-42. Вооружение – две 20-мм автоматические пушки ШВАК с боекомплектом по 300 снарядов на ствол и два 7,62-мм пулемета ШКАС с боекомплектом по 900 патронов на ствол.
Проектирование самолета велось ударными темпами, в НКВД все всегда сильно старались… Макетная комиссия но самолету состоялась 7 мая 1939 г., а 20 декабря 1939 г. был готов первый прототип ВИ-100, изготовленный на заводе № 156. Для проведения летных испытаний самолет доставили на аэродром ЛИИ в Жуковский. 22 декабря 1939 г. первый полет на ВИ-100 выполнил летчик-испытатель П.М. Стефановский. В полете отказал левый двигатель, но Стефановский сумел благополучно посадить машину на аэродром. В ходе летных испытаний ВИ-100 показал следующие летные характеристики:
– максимальная скорость 538 км/ч на высоте 6600 м
– набор высоты 4000 м за 6,8 мин.
Массу проблем инженерам и летчикам доставили двигатели В-105РВ. В диапазоне высот полета от 5000 до 6000 м температура масла выходила далеко за пределы нормы. Только на первом этапе летных испытаний оба двигателя пришлось несколько раз перебирать. Заводские летные испытания включали 23 полета, которые выполнили за 11 дней, общий налет составил 7 часов. Заводские испытания были завершены 10 апреля 1940 г., после чего самолет был предъявлен на Государственные испытания в НИИ ВВС.
В целях ускорения проведения программы летных испытаний был построен второй прототип ВИ-100. В отличие от первой, на второй опытной машине был предусмотрен бомбоотсек. С целью улучшения устойчивости по тангажу и путевой устойчивости самолета, на втором прототипе изменили конструкцию хвостового оперения: вертикальные шайбы стояли в торцах стабилизатора увеличенной площади. Также изменения были внесены в конструкцию основных опор шасси.
Весной 1940 г. первый полет на втором прототипе ВИ-100 выполнили летчик-испытатель А.М. Хрииков и штурман П.И. Перевалов. При взлете кабина заполнилась дымом. Хрипкову в условиях очень сильно ограниченной видимости пришлось сажать самолет на первое подвернувшееся по курсу поле. К сожалению, в поле дети и учителя отрабатывали традиционную для учебных заведений СССР осеннюю трудовую повинность. которая называлась «kartoshka». 18 школьников и учитель погибли. Причину задымления кабины удалось установить: бензин из прохудившегося топливопровода попадал на электроконтакты. на втором прототипе начинался пожар. Государственные испытания первого прототипа ВИ-100 завершились 10 мая 1940 г.. 1 мая самолет был впервые продемонстрирован на публике: П.М. Стефановский пролетел на ВИ-100 нал Красной площадью в ходе традиционного парада в ознаменования Праздника Мира и Труда (ну когда же еще военный парад проводить, как не в день Мира?!).