Первый полет опытной машины состоялся 14 января 1950 г. Уже в начале заводских испытаний было установлено, что максимальная скорость СИ превышает таковую МиГ-15бис примерно на 40 км/ч. Максимальное аэродинамическое качество снизилось с 13,9 до 13,6, что привело к уменьшению дальности полета при одинаковой с МиГ-15бис заправке топливом на 35 км. В процессе испытаний была проделана большая работа по доводке машины, в частности, улучшили ее герметичность, что дало небольшой дополнительный прирост скорости. 1 февраля в очередном полете Иващенко на высоте 2200 м разогнал самолет до 1114 км/ч. Вскоре на высоте 10200 м удалось получить максимальную скорость 1077 км/ч, что соответствовало числу М=1,0. Выявились и другие преимущества модифицированного истребителя перед МиГ-15бис по основным ЛТХ. Но провести замер всех характеристик СИ, в т. ч. взлетно-посадочных, не успели. 17 марта Иващенко отправился в очередной полет. Набрав 11000 м, он выполнил намеченную программу и, не обнаружив в поведении машины ничего нового, снизился до 5000 м. Неожиданно самолет вошел в крутое пикирование. Несмотря на весь свой опыт, летчик не смог справиться с ситуацией и даже не успел передать по радио ни слова. СИ врезался в землю с огромной скоростью. Пилот погиб, а от машины остались лишь мелкие обломки.

Чтобы разобраться в причинах случившегося, требовалось продолжить летные эксперименты. Еще до гибели И. Т. Иващенко А. И. Микоян пригласил в ОКБ военного летчика-испытателя Г. А. Седова, работавшего до этого в ГК НИИ ВВС. С марта 1950 г. он начал полеты на опытном СИ-2, постройку которого закончили в начале года.