В мае 1941 года начался серийный выпуск двигателей воздушного охлаждения M-82 на заводе №19. В связи с этим главным конструкторам Микояну, Поликарпову, Сухому и Яковлеву, поручалось обеспечить установку мотора М-82 на своих самолетах. Летные испытания модификации истребителя МиГ-3 с двигателем М-82 предписывалось начать 1 июля 1941 года.
Получившийся самолет МиГ-9 имел следующие конструктивные изменения. Фюзеляж расширили в передней части, в соответствии с габаритами мотора М-82А и подняли на 100-мм относительно крыла. На хвостовую часть фюзеляжа поставили фанерные накладки для плавного сопряжения с головной частью. Самолет был передан в ЛИИ на заводские летные испытания и первый вылет состоялся 23 июля 1941.
25 августа к испытаниям подключили второй опытный экземпляр на котором начали отстрел вооружения.
В конце августа НИИ ВВС сделало первые выводы о МиГ-9 и рекомендовало его к скорейшей доработке, однако в следующие два месяца у самолета выявился ряд проблем, главной из них была скорость в 540 км/ч, в то время как от машины ожидали 630 км/ч.
Как не трудно догадаться, победителем в этой гонке с двигателями M-82 стал будущий Ла-5.