Испытатели провели три воздушных «боя» с Як-15. Было установлено, что МиГ-9 уступал сопернику как в горизонтальной, так и вертикальной маневренности. Як-15 заходил в хвост «МиГа» уже на первом вираже. МиГ-9 во время боев продемонстрировал только преимущество в скорости и в продолжительности горизонтального полета.
Во время испытаний произошло несколько аварий. Так, 17 февраля 1947 г. в полете на высоте 5000 м у «ф-2» разрушилась левая половина руля высоты и деформировался стабилизатор. Летчик Ю.А. Антипов ощутил рывки на ручке управления, самолет резко задрал нос, а внезапная большая перегрузка привела к кратковременной потере сознания. Когда Антипов пришел в себя, самолет продолжал подниматься с углом тангажа 50-60°. Эффективность руля высоты упала, и привести самолет в горизонтальное положение удалось только изменением тяги двигателей. Свою роль тут сыграла реданная схема: при увеличении тяги увеличивался и угол тангажа, а при уменьшении — уменьшался. В результате Антипов смог сохранить управление и произвести удачную посадку. После этого происшествия все хвостовое оперение усилили. 5 апреля летчик-испытатель Д.Г. Пикуленко совершил вынужденную посадку на фюзеляж из-за отказа двигателя.
Большие проблемы возникали при стрельбе. При открытии огня на высоте более 3000 м силовая установка вела себя нестабильно (менялись обороты, температура газов, возникал помпаж), а во время залпа из трех пушек на высоте более 7000 м двигатели просто останавливались. Виновником отказов были пороховые газы, которые пушки в большом количестве отправляли прямо в воздухозаборник.
Для устранения этого серьезного недостатка от использования 57-мм орудия отказались и перешли на 37-мм калибр. На стволы всех пушек одели специальные эжекторы, которые в документации назвали «глушителями». Конечно же, они ничего не глушили, их принцип работы был похож на работу современного эжектора танкового орудия. На 37-мм пушке поставили чудную конструкцию, которую инженеры прозвали «бабочкой». Она представляла собой полую профилированную поверхность, закрепленную на стволе в вертикальном положении. При выстреле пороховые газы через отверстия в стволе устремлялись в полость «бабочки», истекали вверх и вниз и должны были миновать воздухозаборник. На 23-мм орудиях пороховые газы отводились в стороны вниз, их эжекторы удалось почти незаметно «спрятать» в обтекатели. Эжекторы обошлись «МиГу» в 68 кг лишнего веса.
На испытания эжекторов потратили 24 полета, а ситуация к лучшему почти не изменилась. Правда, высотность безопасной стрельбы выросла до 7000 м и более, но только при соответствующей работе ручкой управления двигателями. На высотах менее 10700 м и скоростях более 330 км/ч по прибору обороты следовало увеличивать, а на меньших высотах и больших скоростях наоборот — уменьшать.