Первый этап государственных испытаний продолжался до 23 сентября, после чего машину вернули в ОКБ для устранения выявленных дефектов, но вмешалось командование ВВС, решившее передать спарку для опытной эксплуатации в 176-й гвардейский иап, дислоцировавшийся в подмосковной Кубинке. Это были своего рода войсковые испытания, затянувшиеся на полгода. Лишь в апреле 1950 года самолет вернули в ОКБ, и после устранения выявленных недостатков 17 мая вновь предъявили на государственные испытания, завершившиеся спустя шесть дней.
МиГ-15, оснащенный системой буксировки «Бурлаки»
Летные испытания показали, что самолет в значительной степени удовлетворяет предъявленным к нему требованиям. По технике пилотирования, включая штопор, он мало отличался от МиГ-15. Инструктор мог своевременно исправлять ошибки допущенные курсантом, хотя не все приборы, имевшиеся у курсанта, дублировались на приборной доске инструктора. Тогда же ввели ограничения. В частности, скорость полета не должна была превышать число М=0,92, и запрещался полет на самолете без летчика в передней кабине.
Ненужной оказалась и пушка, вместо которой на лафете (по желанию заказчика) расположили оборудование слепой посадки ОСП-48 в процессе доработки машины в вариант СТ-2. На самолете оставили лишь пулемет УБК-Э (с 1954 года на серийных спарках перешли на пулемет А-12,7). Первый полет на СТ-2 выполнил летчик-испытатель ОКБ А.Н. Чернобуров 4 августа 1950 года. В том же году завод № 1 построил первые 50 серийных УТИ МиГ-15.
Особое место в «биографии» УТИ МиГ-15 занимает создание двухместных учебных истребителей-перехватчиков СТ-7 и СТ-8. Первый из них в 1952 году в соответствии с постановлением правительства от 24 мая должен был быть оборудован двухантенным радиолокационным прицелом «Изумруд», выдержавшим государственные испытания. РЛС имела обзорную и прицельную антенны. Прицельная антенна устанавливалась в центральном теле воздухозаборника, а обзорная – в верхней губе.
Подцепка МиГ-15 «Бурлаки» к буксировочному тросу
Индикатор РЛС расположили в кабине обучаемого.
Но в связи с переводом серийного завода на выпуск ракетной техники его так и не построили. Опытному производству ОКБ-155 пришлось самостоятельно изготовить две машины этого типа. Самолет подготовили к летным испытаниям в конце лета 1953 года, а 15 сентября он потерпел аварию. Испытания продолжили на второй машине и весной 1954 года самолет передали в НИИ ВВС. Однако на этом этапе заказчик потребовал доработать машину, установив индикатор РЛС в обеих кабинах и ввести сопряжение РЛС с оптическим прицелом АСП-3Н.
В итоге в августе 1954 года «родилось» еще одно постановление правительства о создании двухместного учебного истребителя, получившего в ОКБ обозначение СТ-8, с радиолокационным прицелом «Изумруд», сопряженным с доработанным оптическим прицелом АСП-3НМ. Согласно документу, самолет предписывалось предъявить заказчику на испытания в I-м квартале следующего года. Коллектив ОКБ-155 справился с заданием, но самолет так и остался в опытном экземпляре.
Несколько двухместных машин в Летно-исследовательском институте (ЛИИ) и в НИИ ВВС использовали для испытаний средств аварийного покидания самолетов. В частности, долгие годы ведущим летчиком по испытанию средств катапультных установок в НИИ ВВС долгие годы был Ю.А. Антипов, десятки раз катапультировавший с УТИ МиГ-15 парашютиста-испытателя Николая Никитина, но сам при этом особой симпатии к парашютам не испытывал.
В апреле 1954 года на рассмотрение макетной комиссии по самолету перехватчику И-3 представили катапультную установку «ЕИ3», разработанную в ЛИИ с защитой летчика от набегающего воздушного потока фонарем. Летные испытания экспериментальной установки начались в Летно-исследовательском институте (ЛИИ) сначала на переоборудованном самолете Ту-2, а затем, в декабре 1955 года – на УТИ МиГ-15 (СТ-10). Проверялось ее соответствие общетехническим требованиям ВВС и возможность использования на будущем МиГ-21. Испытания проводили летчик Амет хан Султан и парашютист В.И. Головин. Все шло, в общем, хорошо, но в одном из полетов в момент катапультирования произошел взрыв, к счастью, не приведший к жертвам. Впоследствии на базе «ЕИ3» в ОКБ-155 создали систему «СК» с защитным фонарем, предназначенную для истребителя МиГ-21 и также испытанную на УТИМиГ-15.
Один УТИ МиГ-15 в 1960 году совместными усилиями ЛИИ и завода № 918 переоборудовали в самолет управления для испытаний мишеней Як-25МШ.
Когда при подготовке первых космонавтов столкнулись с проблемой адаптации человека к условиям невесомости, то в мае 1960 года в подмосковной Чкаловской начались ознакомительно-тренировочные полеты на самолете УТИМиГ-15 на невесомость, но кроме ощущений необычного состояния организма это ничего не давало.