Создание машин семейства "Е" стало возможным с появлением турбореактивного двигателя Р11-300 (первоначальное название АМ-11). Заданием предусматривалось создание одноместного фронтового истребителя с треугольным крылом и двигателем AM-11, но так как стреловидное крыло было уже изучено лучше, первый экспериментальный самолет с новым двигателем решили построить с таким крылом. Однако двигатель еще не был готов и на прототип Е-2 установили двигатель АМ-9.

Первый полет самолета Е-2 состоялся в феврале 1954 года. На самолете было установлено крыло стреловидностью 57° по передней кромке. Для улучшения взлетно-посадочных характеристик использовались щелевые закрылки и двухсекционные предкрылки. Управление по крену осуществлялось двухсекционными элеронами. Впоследствии для исключения реверса элеронов, возникавшего на некоторых режимах полета, на крыле установили интерцепторы. Вооружение состояло из двух 30-мм пушек, под крылом можно было подвисить блоки с неуправляемыми ракетами АРС-57 или бомбы. Для стрельбы использовался прицел АСП-5Н.

В январе 1956 года на заводские испытания передали первый самолет Е-2А с двигателем АМ-11. Отличительной особенностью этой машины были аэродинамические гребни на крыле, которые отсутствовали на первой машине. Испытания Е-2А шли очень трудно. Машине были свойственны продольная раскачка, обусловленная дефектами компоновки системы управления, повышенная чувствительность к отклонениям ручки управления по крену при больших скоростях. Много времени заняло устранение дефектов силовой установки. Тем не менее в 1957 году самолет прошел Государственные испытания и был выпущен малой серией под обозначением МиГ-23.

После всесторонних испытаний прототипов Е-2А и Е-5 предпочтение было отдано самолету с треугольным крылом, что привело к созданию знаменитого истребителя МиГ-21.