Положение с реактивными двигателями в СССР изменилось в лучшую сторону лишь в самом конце войны с поступлением трофейных германских ТРД. В кратчайшие сроки они были запущены в серию. Использование трофейных реактивных двигателей в значительной мере позволило ускорить создание отечественной реактивной авиации. Уже 24 апреля 1946 г. летчик-испытатель Алексей Гринчик поднял в воздух И-300 - первый отечественный истребитель с двумя ТРД, принятый затем на вооружение под названием МиГ-9. Всего из цехов куйбышевского завода №1 вышло 604 истребителя МиГ-9.
Одновременно с реактивным МиГ-9 ОКБ разработал экспериментальный истребитель-перехватчик с ЖРД - самолет И-270, но его испытания не показали преимущества ракетного истребителя перед турбореактивным.
В конце 1946 г. в Англию была направлена делегация, в составе которой были и главные конструкторы А.И. Микоян и В.Я. Климов. Им удалось закупить два наиболее совершенных ТРД фирмы «Роллс-Ройс» для использования их при создании новых советских реактивных самолетов и последующего серийного производства (у нас они получили названия РД-500 и РД-45). Появление новых двигателей позволило приступить к созданию в СССР реактивных истребителей следующего поколения. В ОКБ Микояна и Гуревича таким самолетом стал легендарный МиГ-15 - первый в нашей стране массовый истребитель со стреловидным крылом и гермокабиной летчика. Серийный выпуск истребителей МиГ-15 и его модификаций осуществлялся на девяти (!) авиационных заводах, на которых было построено в общей сложности свыше 13 тыс. таких самолетов. Кроме того, серийный выпуск модификаций МиГ-15 был налажен в Польше и Чехословакии.
Истребители МиГ-15 и МиГ-15бис получили боевое крещение в небе Кореи и показали преимущество над американскими аналогами. В ходе Корейской войны МиГ-15бис зарекомендовал себя надежной, неприхотливой машиной и завоевал право называться одним из лучших серийных истребителей начала 50-х гг., впервые принеся ОКБ А.И. Микояна поистине мировую известность.
В результате дальнейшего совершенствования МиГ-15бис был создан истребитель МиГ-17 с крылом увеличенной стреловидности, который выпускался пятью советскими авиазаводами (общий объем производства - более 8000 экз.), а также в Польше, Чехословакии и Китае. Самолеты МиГ-17Ф и МиГ-17ПФ участвовали в боевых действиях во Вьетнаме и на Ближнем Востоке.
Построенный в 1951 г. на базе МиГ-17 опытный самолет И-340 с двумя двигателями АМ-5 стал первым шагом к созданию первого советского сверхзвукового истребителя МиГ-19. Установка на модифицированном И-360 более мощных форсажных двигателей АМ-9 позволила значительно повысить летные характеристики самолета. Уже в первых испытательных полетах летчик-испытатель Григорий Седов преодолел скорость звука, достигнув 1400 км/ч. В начале 1954 г. самолет под обозначением МиГ-19 запустили в серийное производство. Всего на двух заводах было выпущено 1890 самолетов МиГ-19 различных модификаций. Лицензии на производство истребителя были переданы в Чехословакию и Китай.
Следующим сверхзвуковым истребителем Микояна и Гуревича в середине 50-х стал поистине популярнейший во всем мире МиГ-21 - первый отечественный легкий сверхзвуковой фронтовой истребитель с треугольным крылом, находившийся на вооружении полусотни стран и до сих пор продолжающий нести свою службу в ВВС ряда государств. Удачно найденные при создании базового самолета проектно-конструкторские решения дали возможность создать многочисленные модификации. Истребитель МиГ-21 выпускался серийно в течение трех десятилетий на трех советских заводах, а также в Индии, Чехословакии и в КНР, участвовал во многих военных конфликтах и стал одним из самых знаменитых самолетов в мире. На нем в период с 1965 по 1977 гг. установлено 24 мировых рекорда.
Помимо создания истребителей, еще в 1947 г. ОКБ-155 приступило к разработке и созданию крылатых ракет (тема «Б»). Руководителем темы назначили М.И. Гуревича. В связи с возросшим объемом работ с апреля по декабрь 1953 г. для этого использовалась территория другого московского завода №51, а затем этой тематикой занимались как на основной территории ОКБ-155, так и в подмосковной Дубне, на заводе №256, где, в соответствии с приказом МАП от 31 октября 1953 г., был организован филиал ОКБ-155 во главе с Александром Березняком. Работы по тематике «Б» велись до середины 60-х гг., затем филиал ОКБ-155 был преобразован в самостоятельную организацию, ныне известную как ГосМКБ «Радуга». Под руководством Гуревича и Березняка созданы такие крылатые ракеты, как КС, К-10, Х-20, КСР-2, Х-22, КСР-5 и ряд других. Для обеспечения опытной отработки систем крылатых ракет в ОКБ-155 и на заводе №256 было построено несколько их пилотируемых аналогов.
Разработка самолета, летающего на высоте 20 км со скоростью 3000 км/ч, началась в ОКБ Микояна и Гуревича в 1961 г.: постановлением правительства от 5 февраля 1962 г. ОКБ поручалась программа создания высотного сверхзвукового самолета Е-155 в вариантах перехватчика и разведчика, получившего позднее обозначение МиГ-25. ОКБ должно было разработать комплексы для перехвата всех типов воздушных целей, в особенности высотных сверхзвуковых самолетов, а также для ведения разведки с использованием превосходства в высоте и скорости. Для решения этой задачи предстояло создать конструкцию самолета, обеспечивающую преодоление теплового барьера и длительный полет на сверхзвуковой скорости.
Работы по созданию системы перехвата в ОКБ-155 проводились еще в конце 50-х гг., когда в рамках системы «Ураган» были разработаны опытные истребители-перехватчики И-ЗУ, И-7У, И-75Ф, Е-150, Е-152 и др., а также управляемая ракета К-9 класса «воздух-воздух». Е-150 уже был способен достигать скорости 3000 км/ч, но длительно лететь с такой скоростью не мог.
В процессе создания МиГ-25 было решено множество проблем, связанных с длительными полетами на скорости, почти в 3 раза превышающей скорость звука. В его конструкции нашли широкое применение сталь и другие жаропрочные материалы. В 1972 г. перехватчик МиГ-25П и разведчик МиГ-25РБ были приняты на вооружение, став первыми самолетами отечественной боевой авиации, способными летать со скоростью 3000 км/ч на высотах более 20 км. Их серийный выпуск продолжался в течение почти двух десятилетий (построено более 1100 экз.). МиГ-25 состояли на вооружении семи стран мира. Благодаря уникальным скоростным и высотным характеристикам на опытных самолетах МиГ-25 в период с 1965 по 1978 гг. было установлено 38 мировых авиационных рекордов скорости, высоты и скороподъемности, в т.ч. три абсолютных. Часть из этих рекордов не побита до сих пор!
Другим направлением деятельности ОКБ А.И. Микояна в 60-е гг. (с 1966 г. ОКБ получило новое наименование - Московский машиностроительный завод «Зенит») стали работы по созданию фронтового истребителя следующего за МиГ-21 поколения. Он должен был обладать большей скоростью, увеличенной дальностью полета и способностью базироваться на аэродромах с ограниченной ВПП. Самолет необходимо было оснастить перспективной системой управления вооружением, обеспечивающей все-ракурсный перехват воздушных целей в свободном пространстве и на фоне земли новыми ракетами средней дальности. Для ведения ближнего боя необходимым было применение ракет малой дальности и бортовой пушки. Работы по проектированию нового самолета, получившего название МиГ-23, привели к созданию в 1967 г. первого в СССР истребителя с крылом изменяемой геометрии, консоли которого могли изменять угол стреловидности в диапазоне от 16 до 72°. Серийное производство МиГ-23 на московском заводе «Знамя Труда» продолжалось в течение почти двух десятилетий, параллельно в Иркутске строились «спарки» МиГ-23УБ.