Mẫu máy bay này giữ lại cánh của I-7U và thiết kế ra-đa Bão to 5 với phạm vi cảnh giới 30 km, và trang bị tên lửa không đối không Kaliningrad K-8, I-75 bay thử lần đầu tiên vào 28 tháng 4-1958. Động cơ là loại Lyulka AL-7F-1 có lực đẩy là 6.240 kg và 9.215 kg với nhiên liệu phụ trội, I-75 bay 5 lần trước khi được trang bị loại ra-đa Bão to 5B vào 15 tháng 5. Việc thử nghiệm được tiếp tục vào 25 tháng 12-1958. Dù I-75 trình diễn một hiệu suất hiếm có, mẫu thử nghiệm này chỉ bay có 18 lần sau khi tiếp tục lại chương trình thử nghiệm, chương trình này hoàn thành và 11 tháng 5-1959 với quyết định chấp nhận cạnh tranh với Sukhoi T-431 trong giành quyền sản xuất hàng loạt (như Su-9).