相關背景
1939年，蘇霍伊設計局正式成立，哈爾科夫飛機廠的設計科就作為新生的蘇霍伊設計局的基本力量。但新生的設計局人才不足，經驗更是缺乏，蘇-2的生產匆忙上馬。蘇霍伊本人也對設計局遠離莫斯科不滿意，畢竟莫斯科是蘇聯科技和政治、軍事中心。在他的堅持下蘇霍伊設計局在1940年中遷移到莫斯科郊外的波德莫斯科夫耶機場。
在哈爾科夫，蘇霍伊已經開始了第一架戰鬥機的設計，命名為蘇-1。蘇聯的命名傳統將戰鬥機以單數命名，轟炸機、攻擊機、運輸機等以雙數命名，所以蘇-1晚於蘇-2沒有什麼奇怪。
技術特點
1939年，蘇霍伊負責設計高空戰機，並且由此產生了蘇-1。蘇 -1是單座單發的單翼機。該型飛機的主要特點是採用了一對TK-2渦輪增壓器，通過利用克里莫夫 M-105引擎的廢氣提升馬力輸出。
對於蘇-1，蘇霍伊不以最大的發動機功率為追求速度和高度的主要手段，而是希望以輕小、流線的體型得到速度、高度、機動的最好平衡，所以採用1100馬力的克里莫夫M105發動機相比於同時代的其他發動機來說馬力並不大。為了最大限度地減小迎風面積和阻力，蘇霍伊採用窄長的水冷發動機，將散熱器安置在座艙後，散熱器進氣口則在機身下，和後來大名鼎鼎的美國P-51“野馬”很相像。當然，這在“野馬”誕生之前，不可能是抄襲美國人的結果。
試飛
由於選定的發動機的功率不足，只得再增加一對渦輪增壓器。由於渦輪增壓器可靠性很差，1940年8月的首飛沒有打開渦輪增壓，只是使用非增壓的基本發動機。蘇霍伊對此很不滿意，這樣不可能試出飛機的真實性能，也無法得到發動機可靠性的數據。在一次試飛中試飛員忘記放下起落架，飛機迫降成功，但飛機損壞嚴重需要大修。大修後試飛再次開始，這一次打開了渦輪增壓，在10000米高度的最大速度達到641公里/小時；在低空可以達到500公里/小時以上的速度；最大升限12000米。但試飛也暴露了渦輪增壓工作非常不可靠的問題。
性能參數
標準起飛重量：2816kg。
最大平飛速度：500公里/小時（海平面），640公里/小時（高度10000m）。
實用升限：12300m。
蘇-3：改進的蘇-1
1941年的巴巴羅薩行動中，德軍長驅直入兵臨莫斯科城下，蘇霍伊設計局也隨同其他設計局疏散到烏拉爾山，蘇霍伊設計局在卡瑪河邊的莫洛托夫（現名帕姆，Perm）落下了腳。在搬遷過程中，一號機受到損壞，工作重點轉到二號機上。引入了一些改進之後，飛機也更名為蘇-3。相比於蘇-1，翼展稍短，翼面積稍小，採用了新的翼型，總重量稍輕，基本性能和蘇-1大體相當，但同樣因為渦輪增壓相當不可靠而沒有獲得“準生證”。
