Le Mikoyan-Gurevich I-320 était un chasseur tout temps, capable d'intercepter des avions hostiles à longue distance.
Son développement a commencé à la fin des années 1940, en même temps que le développement des MiG-15 et MiG-17, c'est pourquoi leur ressemblait, mais avait des dimensions et un poids accrus.
L'avion se distinguait par un cockpit à deux places, où l'équipage (pilote et opérateur radar) était assis l'un à côté de l'autre et deux moteurs étaient disposés en tandem. Le diamètre du fuselage était de 1,90 m.
Le premier prototype R-1 a été construit en avril 1949. Au total, l'I-320 avait de bonnes performances et était facile à utiliser mais n'a pas pu passer les tests en vol officiels en raison d'une instabilité latérale à М = 0,89… 0,90 et chute d'aile à 930…940 km/h de vitesse. Ces problèmes avaient été pris en compte lors de la conception du deuxième prototype, construit en novembre 1949. Il différait principalement par les moteurs VK-1 au lieu du RD-45F, une meilleure vue depuis le cockpit et un mécanisme de libération amélioré de la verrière. Le nouveau système radar "Korshun" a remplacé l'ensemble "Torii-A". L'armement se composait de trois canons N-37 à l'avant du fuselage, un sur la planche gauche et deux sur la droite.
Le 13 mars 1950, les essais en vol ont été arrêtés en raison d'une section de nez gravement endommagée par l'explosion d'un obus de canon. L'avion a été reconstruit, les consoles d'aile ont été modifiées, un mécanisme d'ouverture des aérofreins a été installé et l'aérodynamique des échappements à réaction a été améliorée. Ce chasseur a été nommé R-3, ses tests officiels ont été terminés le 23 avril.
Au total, seuls 60 vols avaient été effectués par les prototypes R-2 et R-3, ayant une autonomie globale de 45 heures et 55 minutes.