Т-39 был использован для создания другой экспериментальной машины -Т-49, появившейся благодаря поискам новой компоновки входного устройства. В связи с ухудшением аэродинамики Т-47 в 1958 г. в ОКБ решили проработать иной вариант размещения РЛС. Была предложена очень интересная компоновка с двумя боковыми секторными воздухозаборниками, смещенными чуть назад по длине фюзеляжа для обеспечения нормальной работы РЛС, и размещением самой станции в НЧФ под неподвижным обтекателем. Для снижения потерь полного давления воздухозаборник решили сделать т.н. изэнтропическим за счет специальной профилировки его проточной части. Это должно было привести к существенному повышению его КПД, а следовательно, и улучшению характеристик силовой установки в целом.
Су-9 на старте
Су-9 aircraft before take-off
Соответствующую переделку самолета, включавшую и восстановление бака №3, завершили к октябрю 1959 г. Ведущим по испытаниям был назначен М.С.Гончаров. В январе следующего года А.А.Кознов облетал этот самолет. По его отзывам, Т-49 показал очень хорошие летные характеристики. Как и ожидалось, особенно улучшилось поведение машины на разгоне. Но, к сожалению, испытания нового аппарата продолжались недолго. В апреле в результате летного происшествия произошла поломка машины, после чего она долгое время находилась в ремонте и на доработках, а затем в связи с отсутствием двигателя больше не летала.
ПТ-95. Второй предсерийный Т-3 (№00-02) в 1958 г. был переделан в ЛЛ для отработки двигателей АЛ-7Ф и АЛ-7Ф-1. После установки НЧФ по типу Т-43 самолет был облетан в ОКБ и в июле 1958 г. передан ЛИИ. Под обозначением ПТ-95 он использовался в 1958-1959 гг. для комплексной отработки АЛ-7Ф-1, а также исследований совместной работы воздухозаборника и двигателя. Испытания самолета проводил летчик ЛИИ В.П.Васин, которому однажды пришлось сажать его с остановившимся двигателем. В 1958-65 гг. для работ по повышению надежности самолета и его силовой установки использовались в качестве ЛЛ и несколько серийных машин типа Т-43 и Т-47.
ЛЛ на базе Су-9. В 1961 г. по указанию ГКАТ для испытаний системы автоматического управления типа Полет-1, предназначенной для перспективных истребителей, в ОКБ-51 был доработан под установку аппаратуры САУ-1И один из серийных самолетов производства завода №30. На этой машине до 1964 г. летчики ЛИИ и ГК НИИ ВВС вели отработку этой системы на различных этапах полета, в том числе и при заходе на посадку.
В 1962 г. два первых серийных Су-9У переделали в ЛЛ для отработки новых средств катапультирования и высотного снаряжения пилотов. В задних кабинах этих самолетов предусмотрели возможность установки различных катапультируемых кресел, а на борту смонтировали КЗА и аппаратуру для киносъемки. Самолеты предназначались для передачи в ЛИИ и ГК НИИ ВВС. В дальнейшем на них проходили летные испытания различных новых систем аварийного покидания, в частности, будущего единого катапультируемого кресла К-36.
В 1967 г. для отработки аэродинамики крыла самолета Т-4 (100) на базе серийного Су-9 №06-10 была построена ЛЛ 100Л. До 1969 г. на ней были проведены исследования различных вариантов формы наплыва и носка крыла (варианты от 100Л1 до 100Л8), давшие исключительно ценный практический опыт для выбора оптимальной схемы крыла Т-4. Большую часть программы испытаний выполнил летчик ЛИИ Э.И.Княгиничев.
В 1968-75 гг. в ЛИИ велись работы на ЛЛ, построенной на базе Су-9 №12-93 и оснащенной передним вертикальным оперением. На этой машине изучалась динамика и управляемость неустойчивого в путевом отношении самолета и отрабатывался автомат устойчивости пути. После доработок, выполненных совместно с ОКБ в 1975-78 гг., на этом самолете была установлена опытная система непосредственного управления боковой силой (НУБС), и ЛЛ получила обозначение Л.02-10. Первоначально на самолете планировалось установить в НЧФ две вертикальные плоскости (декили), однако ограничились лишь одной нижней поверхностью, и в таком виде самолет проходил испытания в ЛИИ в 1979-84 гг.
В 1975-76 гг. для отработки аэродинамики крыла перспективного истребителя Т-10 в ОКБ построили на базе Су-9У №13-01 летающую лабораторию Л.07-10. Ее оснастили крылом сложной формы с острой передней кромкой. Полеты на машине проводились в ЛИИ с 1977 г. по 1982 г. Самолет был потерян в катастрофе из-за столкновения с птицей на взлете.