E-152及其改型
但在此时，发动机不断地产生大量问题，发动机因可靠性不足显然不能投入生产。因此当E-150细节设计阶段一完成，米高扬设计局就开始了另外两个型号E-152和E-152A的设计。从外观上看，这两种型号非常相似，只是在机身的尾部构造、机翼设计和武器装备位置上有所不同。
与E-150一样，E-152也装单台R-15-300涡轮发动机。但是米高扬的设计师对这个计划很敏感，这是个理智的做法。为了保险，E-152A有个备用发展计划：安装两台推力达38.05千牛图曼斯基R-11F-300涡喷发动机（全加力为56.3千牛）。这种发动机当时已经达到了相当可靠的水平，并在米格-21F和雅克-28“阴谋家”轻型轰炸/战术侦察机上得以应用。E-152A将两台该型发动机并排放置，加宽机尾的宽度并应用了面积律。
E-152的机翼从上往下看呈切尖三角形。机翼面积从E-150的34.62平方米增加到40.02平方米，机翼前缘的后掠度减至53°。E-152A则将机翼面积减至34.02平方米。垂直尾翼也被重新设计，垂直尾翼前缘更加笔直，E-152A还有一对腹鳍。单发型则只有一个腹鳍，而相应的，双发型垂直尾翼也被放大。其机身有6个油箱和4个机翼油箱携带燃料。燃料总容量为4,950升。机身中间可另挂一个1,500升的副油箱。
很快，2架E-152和1架E-152A在米高扬工厂制造完毕。人们充满好奇地等待它们，尤其是后者进行首飞。1959年7月10日，米高扬首席试飞员乔吉·K·莫索洛夫驾驶E-152A飞上天空。
在1960年11月23日全部试飞结束前，莫索洛夫和菲德托夫进行了数轮全面测试。飞机在13,700米和20,000米高度上，E-152A最高时速分别能达到2,135公里和2,500公里，实用升限19,800米，爬升到10,000米和20,000米分别需要1.48分钟和7.64分钟，挂载两枚K-9导弹最大实用载荷为13,600公斤，如果加一个600升的副油箱便增加到14,000公斤。弧形舱盖也被修改成为类似米格-21F-13 的平面前风挡，有效减少了视觉失真，（由于工艺限制，曲面舱盖由于介质厚度不均造成目标折射变形，甚至远距离目标在某些特定点会在视野内消失，平面风挡的平整度相对要好很多。而如同F-16那样采用新工艺制造的高精度整体舱盖才能有效避免这个问题。）这是一个E-152晚期型上的重要特点。
