Тем временем в процессе доводки на Т-3 был установлен осесимметричный сверхзвуковой воздухозаборник с подвижным центральным телом. Во избежание помпажа воздухозаборника в передней части фюзеляжа были вмонтированы четыре противопомпажные створки. В фюзеляж и крылья были внесены изменения отработанные на ПТ-7. Машину оснастили двигателем АЛ-7Ф-1 с тягой на форсажном режиме 9 600 кгс. (Существовал проект Т-3 с ЖРД С3-20 Д.Д. Севрука.) Самолету присвоили индекс Т-43. 10 сентября 1957 года летчик-испытатель В.С. Ильюшин поднял машину еще без РЛС и вооружения в воздух, а 30 октября достиг высоты 21 500 м, имея при этом вертикальную скорость 25 м/с. Два дня спустя, он же достиг скорости 2 200 км/ч, что соответствовало числу М=2,06. До конца года на Т-43 выполнили 40 полетов, которые подтвердили правильность выбранного направления. Для испытаний двигателя АЛ-7Ф-1 и сверхзвукового ВЗУ использовалась так же ЛЛ ПТ-95, переделанная из одного из опытных ПТ-8 и переданная в ЛИИ. Появление новой более удачной одноантенной РЛС ЦД-30 (кстати, помехозащищенность ее оказалась не хуже серийного Изумруд-2) позволило не только вписаться в разумные размеры центрального подвижного тела воздухозаборника, немного изменив облик Т-43, но и усилить его вооружение четырьмя ракетами К-5М. Дальность обнаружения цели типа стратегического бомбардировщика была в пределах 18-22 км, а ее захват осуществлялся на удалении до 10 км, при этом высота цели над носителем не должна была превышать 2 000 м.

Ноябрьским постановлением правительства 1957-го для перехватчика эадавалась максимальная скорость 2 300 км/ч на высоте 13 км без УР и 2 200 км/ч с ракетами. Дальность должна была быть 1 600 км без ракет и 1 450 км с четырьмя УР на дозвуковых скоростях и высоте 12 км, а перегоночная дальность с ПТБ - не менее 2 100 км. Практический потолок с УР - 21 км, без ракет - 22 км. При этом длина разбега и пробега не должна превышать 950 м. Кроме УР К-5М, Т-43 мог нести на внешних подвесках четыре блока снарядов (по 8-16 штук в каждом) АРС-57М или четыре АРС-212М. В апреле 1958 г. ОКБ было официально дано задание на разработку АРКП Т-3-51, включавшего систему автоматизированного наведения перехватчика с земли Воздух-1. Для отработки ракет К-5М на самолете в производство запустили второй прототип Т-43-2. На этот самолет назначили ведущими инженера В.М. Торчинского и летчика-испытателя ЛИИ В.Н. Ильина. Чуть позже для проведения заводских летных испытаний на базе в Ахтубинске назначили летчика-испытателя А.А. Кознова. До конца года запланировали госиспытания комплекса Т-3-51. Для этого в Ахтубинске и Красноводске (побережье Каспийского моря) развернули специальные пункты наведения, последний создавался на случай непредвиденных метеоусловий в осенне-зимний период на нижней Волге. Заказчику Т-3-51 предъявили в августе 1958-го. На первый этап совместных госиспытаний планировалась передача четырех перехватчиков. Первый этап испытаний начался в сентябре 1958-го. За четыре месяца было выявлено 150 дефектов, требовавших устранения, при этом самолеты уверенно не набирали высоту 20 000 м. Отмечался ненадежный сброс ПТБ, значительный рост температуры газа перед турбиной. Требовалось установить створки перепуска воздуха, отсутствие которых ограничивало потолок перехватчика, и доводить АЛ-7Ф-1.

В декабре начался следующий этап испытаний комплекса, но уже с модернизированными ракетами К-5МС (РС-2-УС). Они предназначались для поражения одиночных бомбардировщиков в любых метеоусловиях днем и ночью, а также отдельных бомбардировщиков, летевших в группе при визуальной видимости. Ракета К-5МС отличалась от предшественницы К-5М переключателем коэффициента усиления радиоаппаратуры, обеспечивавшего совместную работу как со станцией ЦД-30Т (РП-9-У), так и РП-2-У (на самолете МиГ-19ПМ). Вывод перехватчика в район встречи с целью до обнаружения ее бортовой РЛС выполнялся по радиолинии Лазурь системой обнаружения и наведения Воздух-1 с земли. Рубеж перехвата воздушных целей, в зависимости от метеоусловий и времени суток, находился в диапазоне 300-400 км. В соответствии с приказом ГКАТ от 1 июля 1959-го предполагалось для улучшения летно-технических данных самолета Т-43 модифицировать ТРД в вариант АЛ-7Ф-2 с большей тягой и повышенными устойчивостью в работе и надежностью при скоростях, соответствовавших числам М до 2,35. В этом же году для улучшения ВПХ Т-43 разработали новую переднюю стойку шасси. Колеса КТ-50 и К-283 заменили на новые КТ-89 и КТ-51. 14 июля 1959-го на самолете Т-43-1, летчик-испытатель В.С. Ильюшин установил первый мировой рекорд, достигнув динамического потолка 28 852 м и превысив достижение американцев на 949 м. В мае 1960-го летчик Б.М. Адрианов установил на самолете Т-43-5 (заводской N 415305) мировой рекорд скорости 2032 км/ч на 100-км маршруте. 4 сентября 1962-го В.С. Ильюшин установил на Т-43-1, но уже с ТРД АЛ-7Ф-2 абсолютный рекорд высоты горизонтального полета 21 270 м, а спустя три недели на тропу рекордов вышел А.А. Кознов, установивший еще один, последний рекорд. На замкнутом маршруте протяженностью 500 км ему удалось получить среднюю скорость 2 337 км/ч.