Однако НИИ ВВС к проекту был выдвинут ряд замечаний. Отмечалось, в частности, отсутствие воздушных тормозов, вопросы вызвали и прочностные характеристики, что ставило под сомнение возможность применения самолета с пикирования, вследствие чего машина могла рассматриваться только как штурмовик. Претензии комиссии относились также к расчетным взлетно-посадочным характеристикам и вооружению. Недостаточной посчитали и расчетную скорость. Несмотря на внесенные в проект доработки, в частности позволяющие поднимать одновременно четыре бомбы по 100 кг, проект был отвергнут. В значительной степени на это повлияли более высокие расчетные данные разрабатываемого одновременно штурмовика конструкции П.О. Сухого. Микояну же рекомендовали сосредоточить усилия на доводке И-200.
КБ Микояна рассматривался и другой вариант штурмовика – ПБШ-2, с целью улучшения взлетно-посадочных характеристик имевший схему биплана. Верхнее крыло при этом имело обратную стреловидность и меньший размах по сравнению с нижним (8,6 и 12,4 м соответственно). В остальном конструкция была в целом аналогична ПБШ-1, за исключением наличия вместо сдвижного фонаря сбрасываемой бронированной двери автомобильного типа. Однако при лучших маневренных и посадочных данных самолет заведомо имел бы более низкие прочие летные характеристики – в частности расчетная скорость не превышала 426 км/ч.
В октябре того же 1940 года бюро Микояна был представлен и проект одноместного двухмоторного дальнего истребителя сопровождения. В отличие от ПБШ, этот самолет был построен и совершил первый вылет 11 июня 1941 года.
Истребитель ДИС-200 (или МиГ-5) был оснащен двигателями АМ-37 и должен был нести достаточно мощное вооружение: пушку МП-6 калибра 23 мм, два 12,7-мм пулемета БС и четыре 7,62 мм пулемета ШКАС. Практическая дальность полета составляла 2280 км, при испытаниях была достигнута скорость 610 км/ч. Тем не менее самолет был признан неперспективным для серийного производства. Причиной подобного решения, помимо недоведенности двигателя, послужил ряд выявленных при испытаниях недостатков самой конструкции. Кроме того, отказались и от завершения работ по пушке МП-6.
Работа над самим двухмоторным истребителем тем не менее была продолжена.
Согласно упомянутому ранее приказу НКАП № 438 от 13 мая 1941 года, КБ Микояна предписывалось установить двигатель М-82 сразу на два самолета КБ – МиГ-3 и МиГ-5.
Согласно плану, летные испытания МиГ-5 с М-82 должны были начаться в сентябре 1941 года. Однако начало войны и последовавшая вскоре эвакуация внесли свои коррективы подобно прочим и в деятельность КБ Микояна. Постройка самолета ИТ с моторами М-82 была завершена только осенью 1942 года. Кроме нового двигателя с четырехлопастным винтом, от предшественника истребитель отличался и более мощным вооружением, которое теперь состояло из двух 23-мм пушек ВЯ-23 и четырех 12,7-мм пулеметов БК. Самолет поднялся в воздух в конце января 1943 года. На испытаниях ИТ показал скорость 604 км/ч, скороподъёмность 794 м/мин и дальность полета до 2500 км. Однако проект двухмоторного истребителя в сложившихся условиях имел невысокий приоритет по сравнению с разработкой легких фронтовых машин, и испытания даже не были завершены.
Работа коллектива Микояна преимущественно сосредоточилась на задаче создания более совершенного самолета на базе МиГ-3. В частности, предприняли попытку вернуться к двигателю АМ-37, однако испытания самолета, получившего собственное обозначение МиГ-7, происходили неудовлетворительно, в том числе из-за неустойчивой работы двигателя, который в итоге был снят и передан для испытаний МиГ-5.
На одну из машин был установлен также и двигатель АМ-38. Самолет совершил более 20 вылетов, до того как 5 октября 1941 года был потерян – судя по выводам расследования, он был сбит в воздушном бою.
Как показали испытания, после незначительных изменений в конструкции – в частности усовершенствования системы охлаждения более мощного мотора – подобный вариант мог выпускаться серийно. Однако АМ-38 предназначался исключительно для штурмовиков Ил-2 и серийное производство с этим же мотором истребителей не представлялось возможным – хотя и встречаются упоминания о единичных случаях установки этих двигателей на серийные истребители во время заводского ремонта.