Polikarpow przy tym nie był zwolennikiem myśliwców z silnikami rzędowymi i w tym czasie główną uwagę poświęcał projektowi myśliwca I-185 z silnikiem gwiazdowym, o wysokich osiągach ().. Sam Polikarpow utracił wpływ na dalszy rozwój I-200, przy tym, z uwagi na czas, zrezygnowano z postulowanych przez niego zmian i dopracowano projekt w pierwotnym kształcie. W pośpiechu dokumentację ukończono jeszcze w lutym 1940, a do 30 marca, przed wyznaczonym terminem, ukończono pierwszy prototyp.
Pierwszy prototyp oblatał 5 kwietnia 1940 w Chodynce pilot doświadczalny Arkadij Jekatow. Z powodu braku niedopracowanych jeszcze silników AM-37, prototypy otrzymały nieco słabszy, również nowo opracowany silnik Mikulina AM-35A o mocy 1350 KM. Pierwszy nieuzbrojony prototyp osiągnął prędkość 648,5 km/h. 9 maja 1940 oblatano drugi prototyp, a 6 czerwca trzeci, z zamontowanym docelowym uzbrojeniem w postaci jednego wkm 12,7 mm i dwóch km 7,62 mm w kadłubie (różnił się on skrzydłami konstrukcji metalowej). Będąc pod wrażeniem dużej szybkości samolotu oraz entuzjastycznej opinii oblatywacza Stiepana Supruna, NKAP skierowało 31 maja samolot do produkcji, z dostępnym silnikiem AM-35A, i zleciło produkcję 125 sztuk jeszcze przed zakończeniem prób fabrycznych i państwowych.