Создатели ЛаГГ-3: слева направо — С. А. Лавочкин, В. П. Горбунов, М. И. Гудков.
1 сентября начальника 4-го отдела наркомата Горбунова и инженеров того же отдела Лавочкина и Гудкова перевели в распоряжение директора завода № 301 в Химках. Горбунов, видимо, как старший по прежнему рангу, получил статус главного конструктора. Постановлением предполагалась постройка двух машин с разными двигателями — М-105ТК-2 и М-106П. Первая из них представляла собой высотный истребитель, который должен был развивать скорость 650–675 км/ч, подниматься на высоту 12 000 м и иметь нормальную дальность полёта 600 км, а с подвесными баками — 1000 км. Планировалось вооружить его двумя синхронными пулемётами ШКАС (калибра 7,62 мм) и парой БС (12,7 мм). В феврале 1940 г. новый самолёт требовалось предъявить на государственные испытания.
Второй экземпляр истребителя при тех же дальности и взлётно-посадочных характеристиках рассчитывался на максимальную скорость 600–620 км/ч на высотах 6000–7000 м и при практическом потолке 11 000 м. На самолёте планировалось установить одну пушку калибра 20–23 мм, пару синхронных ШКАСов, а также реактивные снаряды РС-82. Срок передачи на госиспытания — май 1940 г.
Полноразмерный макет истребителя «К» на заводе № 301 построили очень быстро. 18 сентября его уже осмотрела макетная комиссия. За день до этого ОКБ-301 представило в НИИ ВВС эскизный проект машины, согласно которому истребитель «К» предназначался для ведения активного воздушного боя, поражения и уничтожения самолётов противника, сочетая мощный огонь с большой скоростью полёта. По расчётам конструкторов, при нормальном полётном весе 2729 кг он мог развивать максимальную скорость у земли 464 км/ч и на высоте 10 000 м — 646 км/ч. Практический потолок оценивался в 12 630 м, а нормальная дальность полёта — 612 км. Основное вооружение состояло из четырёх пулемётов: двух БС (с боезапасом 220–230 патронов на каждый) и двух ШКАС (по 650–670 патронов). В перегрузку можно было устанавливать не только РС-82 (восемь штук), но и пушку Волкова калибра 20 или 23 мм с боезапасом 80 патронов. Но в этом случае боекомплект пулемётов БС значительно сокращался. Предусматривалась также подвеска дополнительных топливных баков и бомб.
Знакомство с материалами проекта показывает, что разработчики представили лишь аэродинамический расчёт машины, не проводя продувок модели, а мощность двигателя взяли несколько меньше заданной. В результате скорость получилась ниже, чем было предусмотрено тактико-техническими требованиями. НИИ ВВС ничего не оставалось, как вернуть проект на доработку.