К началу пчтидесятых годов ОКБ-155 Микояна стало в СССР монополистом в области истребительной авиации. Звезда Яковлева (ОКБ-115) постепенно закатывалась, Лавочкин (ОКБ-301) все больше занимался ракетной тематикой, а ОКБ-134 Сухого в конце 1949 года и вовсе было разогнано. В качестве основного фронтового истребителя в серию был запущен МиГ-15, а вскоре его сменил МиГ-17. В 1952 году начались испытания опытных образцов серии СМ (будущего МиГ-19), а в заделе ОКБ-155 были новые самолеты типа "И". Казалось, достойных конкурентов у Микояна просто нет.

В мае 1953 года П.О.Сухой был назначен главным конструктором ОКБ-1, созданного для копирования американского F-86 Sabre. А уже в августе по согласованию с МАП Павел Осипович добился правительственного постановления, открывавшего дорогу работам над новыми самолетами. Работы в возрожденном ОКБ пошли по двум основным направлениям: фронтовой истребитель и истребитель-перехватчик. При этом каждый из них разрабатывался в двух вариантах: со стреловидным (С-1 и С-3) и с треугольным (Т-1 и Т-3) крылом.

К лету 1954 года в ОКБ был подготовлен эскизный проект и макет перехватчика С-3 со стреловидным крылом, но дальнейшая разработка этой темы была признана нецелесообразной. К осени подготовили совмещенный эскизный проект вариантов самолетов с треугольным крылом: фронтового истребителя Т-1 и перехватчика Т-3. Для сокращения сроков разработки оба самолета имели большую степень унификации между собой, а также с опережавшим их по темпам создания С-1, впоследствии - знаменитым Су-7.

Проекты содержали много элементов риска, таких, например, как тонкое треугольное крыло и цельноповоротное горизонтальное оперение, гидросистема высокого давления, включение бустеров по необратимой схеме. Основным отличием обоих вариантов являлась конструкция носовой части фюзеляжа. На Т-1, как и на С-1, планировалось установить регулируемый воздухозаборник с подвижным центральным коническим телом, в котором размещались бы блоки радиодальномера. На перехватчике Т-3 в носовой части должна была размещаться РЛС "Алмаз", принципиальной особенностью которой было раздельное размещение обзорной и прицельной антенн. На Т-3 пришлось установить нерегулируемый воздухозаборник с двумя неподвижными обособленными обтекателями антенн: верхним конусообразным - для обзорной, и нижним полусферическим - для прицельной.

На фронтовом истребителе в корневой части крыла должны были устанавливаться три пушки калибра 30мм: одна - в левой и две - в правой плоскости, а на перехватчике - только две. На оба самолета предусматривалась возможность подвески на двух подкрыльевых пилонах НАР калибра 57мм. Позже заказчик потребовал вооружить Т-3 управляемыми ракетами типа К-7.

К концу 1955 года тема Т-1 была закрыта и ОКБ сосредоточила усилия на разработке С-1 и Т-3. В связи с задержкой поставки двигателей и некоторых систем, сборка летного экземпляра Т-3 была закончена в марте 1956 года, а в мае летчик Махалин в первый раз поднял машину в воздух. А менее чем через месяц, 24 июня, Т-3 вместе с другим новым самолетом ОКБ Сухого С-1 был впервые публично показан на воздушном параде в Тушино.

В общей сложности за полтора года на Т-3 было выполнено около 80 полетов, позволивших убедиться в правильности основных конструктивно-компоновочных решений. Самолет показал в общем неплохие результаты, хотя выполнить все пункты ТТТ не удалось. Основные трудности в ходе испытаний были связаны с недостаточной отработкой мощного, но очень капризного АЛ-7Ф. Кроме того, стало ясно, что при нерегулируемом входном устройстве и прежней конфигурации обтекателей антенн РЛС машина не сможет достичь заданных скорости и высоты полета.

Для отработки системы вооружения К-7 было решено построить второй экземпляр перехватчика, получивший заводское обозначение ПТ-7. Для улучшения условий работы РЛС перекомпоновали воздухозаборник: обтекатель прицельной антенны вместо полусферического стал коническим, пушки не устанавливались, а на подкрыльевых пилонах была предусмотрена подвеска двух ракет типа К-7. В связи с большим числом конструктивных изменений сдача самолета сильно затянулась. Облет самолета состоялся только в июне 1957 года. В апреле 1958 года были скорректированы тактико-технические требования к самолету и продолжение работ по нему предусматривалось уже с новым вооружением.

На базе истребителя-перехватчика Т-3 был разработан целый ряд экспериментальных машин.

Работы по теме, получившей обозначение Т-5, велись по требованию заказчика для отработки силовой установки, включавшей два двигателя Р11Ф-300. Хотя новые двигатели имели меньший диаметр по сравнению с АЛ-7Ф, для их размещения пришлось сильно расширить хвостовую часть самолета. Кроме того, на самолете установили новую носовую часть по типу Т-43, доработали крыло и заменили проводку управления на жесткую. В июле 1958 года Ильюшин выполнил на Т-5 первый полет. Заводские испытания самолета велись без особой спешки - работа была чисто экспериментальная и предусматривала только определение основных характеристик. В ходе испытаний установили, что новая силовая установка дает на форсажных режимах избыток тяги и, несмотря на явное ухудшение аэродинамики самолета, обеспечивает достижение скоростей больших, чем позволяют ограничения по прочности конструкции самолета. Отмечалась неустойчивая работа двигателей из-за общего воздухозаборника. Кроме того, самолет имел малый запас продольной устойчивости из-за сильного смещения центровки назад. Но испытания самолета дали ОКБ необходимый опыт, пригодившийся при создании Су-15.

Работы по оснащению Т-3 мощной РЛС типа "Алмаз" привели к появлению варианта Т-47, в котором обе антенны станции были размещены в большом носовом конусе. Это значительно ухудшило аэродинамику самолета, поэтому в 1958 году 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. Соответствующую переделку самолета, получившего индекс Т-49, завершили к октябрю 1959 года. В январе следующего года Кознов облетал 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.