У вересні 1943 р. ОКБ-155 приступило до модифікації винищувача И-230 під установку двигуна АМ-39А злітною потужністю 1800 к.с. Провідним інженером по машині був призначений В.Н.Сорокін із залишенням за ним загального керівництва і нагляду за експлуатацією і доведеннями винищувачів И-230 (МІГ-ЗУ). Для забезпечення необхідних температурних режимів, у зв'язку із збільшеною потужністю мотора, на літаку И-231 встановили водорадіатор збільшеною з 24,8 до 30 дм2 площі, в нім же розмістили і радіатор додаткового контура (7 дм2) для охолоджування повітря, що поступає з нагнітача в циліндри мотора. Місткість фюзеляжного паливного бака збільшили до 500 л. Стабілізатор був опущений на 200 мм (як на МІГ-3), з метою усунення тремтіння хвостової фюзеляжу, виявленого на літаках И-230. Озброєння також складалося з двох синхронних 20-мм гармат ШВАК.Винищувач И-231 був закінчений у виробництві і переданий на заводські випробування 16 жовтня 1943 р. Для проведення льотних випробувань 19 жовтня був призначений екіпаж у складі льотчика-випробувача капітана В.Н.Савкіна, старшого механіка А.В.Фуфурина і моториста І.В.Котова. Цього ж дня відбувся перший політ И-231. Проте 5 листопада із-за руйнування нагнітача льотчик у виключно скрутних умовах зробив вимушену посадку в місті Ногинськ. Як відзначив льотно-технічний склад Ногинського аеродрому, посадка була здійснена з випущеними шасі і виключно майстрово. За порятунок дослідної машини В.Н.Савкін був нагороджений орденом Червоної Зірки. Польоти поновилися 23 листопада після ремонту і установки нового мотора. На випробуваннях винищувача И-231 була досягнута максимальна швидкість польоту 707 км/год на висоті 7100 м, а час набору висоти 5000 м склало 4,5 хв.26 лютого 1944 р. винищувач И-231 відправили до НДІ ВВС на державні випробування. Перед відправкою колектив ОКБ провів усунення виявлених дефектів, а також був встановлений новий гвинт АВ-5Л-126Е, полегшений на 25,3 кг Випробування продовжувалися недовго, оскільки 8 березня літак, що пілотується льотчиком-випробувачем П.М.Стефановским, потерпів аварію. При посадці не вийшли щитки-закрилки і відмовили гальма, із-за чого в кінці пробігу літак викотився на частину аеродрому, і скапотував. И-231 повернули в ОКБ для відновного ремонту, після якого 12 травня його знов передали в НДІ ВВС. Проте 19 травня у польоті при дачі форсованого режиму вийшов з ладу мотор. Отримання нового мотора АМ-39 затягнулося, і незабаром роботи по літаку були припинені.