Государственные испытания И-26-2 проходил тяжело. Для того чтобы добиться искомого результата, приходилось идти на различные уловки – так, из-за постоянного перегрева масла полеты планировались на ранние или вечерние прохладные часы. Из программы испытаний исключили пикирование, выполнение фигур высшего пилотажа, штопор. Мотор мог работать на номинальной мощности не более 2,5-3 минут, поэтому «площадки» для определения максимальных скоростей выполняли после энергичного снижения. Благодаря таким ухищрениям удалось зафиксировать максимальную скорость 585,5 км/ч. В последующих экземплярах И-26 и серийных Як-1 этот показатель так и не был превзойден. В будущем, при разработке всех новых модификаций Як-1 и Як-7, требовалось, чтобы их скорость соответствовала И-26-2. А в то время серийные Bf 109Е развивали скорость 550 км/ч, а новый Bf 109F – и вовсе 620 км/ч…

Государственные испытания И-26-2 не выдержал. Они возобновились 13 октября 1940 г. уже на третьем опытном экземпляре И-26-3. На нем усилили планер, довели вооружение, улучшили систему охлаждения. Взлетная масса возросла на 100 кг. Эти доработки позволили провести испытания на пикирование, высший пилотаж, штопор, отстрел оружия, но… без замера скорости и скороподъемности! Так, путем «сложения» результатов, полученных на двух различающихся между собой экземплярах, вопреки всем канонам методики испытаний, было получено общее заключение «удовлетворительно». В акте тем не менее содержались серьезные претензии к винтомоторной группе (перегрев масла, плохая работа карбюраторов), шасси (невозможность уборки при наборе высоты), составу оборудования ^отсутствовала радиостанция, ночные посадочные средства, генератор, бензиномер). «Льготный» характер испытаний привел к тому, что многие его принципиальные недостатки пришлось устранять в ходе серийного выпуска и эксплуатации, а главный – перегрев масла, из-за которого ограничивалось время работы мотора на номинале, – удалось устранить лишь в сентябре 1943 г. на «дублере» Як-1М (втором опытном экземпляре Як-3).

И-26 пришлось выдержать острую конкуренцию с самолетом И-301 – будущим ЛаГГ-3. Последний при том же двигателе и большей полетной массе показал такую же скороподъемность и более высокую скорость. Цельнодеревянная конструкция И-301 в то время рассматривалась как более рациональная по сравнению со смешанной конструкцией И-26, поскольку исключала необходимость сварочных операций. Но военным срочно требовались новые истребители – в мае 1940 г. была разгромлена Франция, и, несмотря на всю официальную риторику, вопрос подготовки к будущей войне в СССР стоял, как никогда, остро. Хотя Яковлев прилагал все усилия, «продавливая» И-26 в серию, было принято компромиссное решение – наряду с этой машиной внедрить в производство также И-200 (будущий МиГ-1) и И-301 (ЛаГГ-3). Все три истребителя были приняты на вооружение ВВС Красной армии в июне 1940 г. (хотя Комитет обороны утвердил соответствующее решение только 27 августа). При этом из трех принятых на вооружение самолетов приоритет отводился именно истребителям Микояна и Лавочкина – И-26 по довоенным планам должен был выпускаться в меньшем количестве и поступать на вооружение главным образом в авиацию ПВО.

Как видно из таблицы на с. 52, И-26 уступал конкурентам почти по всем параметрам, за исключением дальности полета (в этом отношении он выигрывал благодаря большему запасу топлива и меньшей нагрузке на крыло). И-200 он превосходил в скорости у земли, ведь самолет Микояна оборудовался высотным мотором АМ-35. Кроме того, микояновская машина уступала и в вооружении – установленный на ней двигатель не был приспособлен под монтаж мотор-пушки. Конструкция же самолета Яковлева и примененного на нем двигателя позволила впоследствии установить на нем гораздо более мощные пушки – 37-мм и даже 45-мм. Следует также учитывать, что далеко не все качества боевого самолета отражаются в сухих цифрах. Попав в части, Як-1 завоевал признание летчиков как машина легкая в освоении и простая в пилотировании, в то время как МиГ-3 считался строгим, не прощающим ошибок и рассчитанным на опытного летчика.

Как уже отмечалось, серийный выпуск И-26 должен был осуществляться на трех заводах. Согласно первоначальным планам, завод № 126 в Комсомольске-на-Амуре должен был к концу 1940 г. сдать 10 машин, два других предприятия (заводы № 301 в Химках и № 292 в Саратове) – по 100. Первоначально работы велись высоким темпом, можно сказать, в спешке – первый серийный самолет на заводе № 301 собрали в марте 1940 г.! Это обуславливалось советско-финской войной, к началу которой отечественная авиапромышленность не смогла подготовить ни одного образца новых самолетов для их испытаний в реальных боевых условиях. Напомним, что прототипы того же Bf 109 отправлялись в Испанию для аналогичных испытаний еще до начала серийного выпуска. Но вряд ли кто рискнул бы выслать на фронт И-26-1, с эксплуатацией которого даже в «тепличных» условиях НИИ ВВС возникали серьезные проблемы… К сожалению, но скорее – к счастью, и серийные И-26 на «зимнюю войну» опоздали. Это позволило в относительно спокойной обстановке внести необходимые изменения в конструкцию серийных машин. Лишь в сентябре 1940 г. первые десять И-26 завода № 301 были приняты военными представителями и направлены в 11-й истребительный авиаполк (ИАП), дислоцировавшийся в подмосковной Кубинке, для войсковых испытаний.

Несмотря на имеющиеся конструктивные и производственные недостатки, И-26 прошел войсковые испытания в целом удовлетворительно, показав высокие летно-тактические качества. По технике пилотирования он оказался гораздо проще, чем И-15бис и И-16. 7 ноября 1940 г. пять И-26 (включая И-26-3 и четыре серийные машины) участвовали в параде над Красной площадью. Но серийное производство хромало. Завод № 301, еще год назад бывший мебельной фабрикой, ощущал острую нехватку квалифицированного персонала. К тому же на предприятии функционировало ОКБ Лавочкина, занимавшееся доводкой И-301, и внедрение в производство истребителя-конкурента создавало определенные проблемы психологического характера. В итоге к концу 1940 г. завод № 301 изготовил только 48 И-26, из них военная приемка приняла 36, а отправлено с предприятия было только 12 машин. Низкое качество самолетов производства завода № 301 привело к тому, что их старались отправлять в части, дислоцированные неподалеку от предприятия, и большинство их поступило в полки Московского военного округа. Так же трудно внедрялся И-26 и на заводе № 292. Саратовское предприятие, ранее бывшее комбайновым заводом, успело ознакомиться с авиационным производством, освоив выпуск разведчиков Р-10 конструкции И. Немана. Но те машины были цельнодеревянными. А И-26 имел сварную ферму фюзеляжа, освоить технологию производства которой удалось далеко не сразу. Первые три истребителя удалось собрать в конце сентября – начале октября 1940 г., но дальше выпуск приостановился из-за перебоев с поставками двигателей и винтов. Всего же к концу года завод № 292 изготовил 16 И-26. Все они прошли военную приемку (5 – в ноябре и 11 – в декабре), но ни один не был отправлен в части. Завод № 126 так и не смог освоить производство И-26, и это задание с предприятия сняли.