Одновременно с освоением новой техники полк продолжал нести боевое дежурство на самолетах Як-25 и МиГ-1 7Ф. В этот период на вооружении полка одновременно состояло шесть типов самолетов: МиГ-15УТИ, МиГ-17Ф, Як-25, Су-7У, Су-9У, Су-15. Нередко за одну летную смену один и тот же летчик умудрялся выполнять полеты на самолетах разных типов. К примеру, 29 сентября 1967 г. майор Высочин летал на Су-9У, Су-15 и МиГ-17Ф. До конца 1967 г. 29 летчиков полка самостоятельно вылетели на Су-15.

В августе 1967 г. перед 2-й АЭ была поставлена задача проведения войсковых испытаний истребителя-перехватчика Су-15-98. На практике испытания проходил даже не самолет, а весь комплекс перехвата воздушных целей. Порой результаты испытаний отражались на ТТХ изделий. Так, капитан В.Д. Хренков невольно снизил максимальную дальность пуска ракет Р-8. Капитан выполнял практические пуски боевых ракет Р-8 по высотной мишени Як-РВ. Цель была обнаружена, произведен ее захват, и с максимальной дальности пущены ракеты, которые прошли ниже цели. Как показали данные объективного контроля, все действия летчик выполнил правильно, но ракетам не хватило энерговооруженности. В результате войсковых испытаний по боевому применению, максимальная дальность пуска ракет Р-8 была снижена с 22 до 16 км.

«За исключительное творческое отношение грамотное проведение войсковых испытаний самолета Су-15» капитан В.И. Зеренков удостоился специального приза Генерального конструктора ОКБ - П.О. Сухого. Командир 2-й АЭ А.И. Рябов был удостоен ордена Красная Звезда. В 1971 г. Красную Звезду за испытания Су-15 получил и Зеренков.

В течение 1967 г. в полку случилась одна авария самолета Су-15 по причине остановки двигателя в воздухе. При заходе на посадку на самолете, который пилотировал капитан НИ. Назаренко, на высоте 350 м остановились оба двигателя. Назеренко катапультировался - первый случай катапультирования из Су-15: «первым из летчиков практически испытал работу системы средств спасения». Имело место «незапланированное испытание кресла КС-4». «Испытателя» поощрил командующий Московским округом ПВО.