一九四五年，米高扬领导的米格设计局收到了苏联航空部的一份合同，要求其制造两架火箭动力的截击验证机，莫斯卡耶夫设计局也得到了同样的合同。
米格设计局的研制计划内部代号为S（斯拉夫语中的C），苏联官方将其命名为I-270。为了熟悉安装火箭发动机后飞机的操纵性能，为飞机操纵系统研制积累经验，米格设计局和中央流体动力研究院的试飞员驾驶一架改装后的雅克-3战斗机进行了大量的飞行训练，这架雅克-3的机头两侧安装了配重板。在这期间，第一架I-270验证机Zh-01的研制工作也在加紧进行，当机体的设计制造都已经完成时，火箭发动机的制造工作还没有结束。由于飞机未来还要安装武器系统、无线电系统等种种装备，所以Zh-01验证机上装备的火箭发动机模型的重量要小于真机的实际重量。一九四六年十二月初，试飞员尤卡诺夫驾驶改进进行了滑翔测试，一架图-2充当了空中投放母机。
一九四七年初，安装火箭发动机的第二架验证机Zh-02制造完成，并决定进行第一次飞行。当时苏联航空部指定中央流体动力研究院的帕克莫夫担任首飞试飞员，飞机滑行、起飞都完成的非常顺利，然而飞机在着陆时由于操纵故障出现了跳跃，最后侧翻在跑道上，由于损坏严重，Zh-02彻底报废。几星期之后，Zh-01试飞时由于起落架故障导致机腹着地，之后被送往博物馆。
考虑到降低研制风险和加快研制速度，I-270的气动外形与德国的容克248非常相似，只是增加了高平尾，飞机采用全金属结构。该机采用前缘固定的薄片式小翼型，机翼设计有后缘开裂式襟翼和传统外侧副翼，与其他飞机不同的是机翼内部结构有五个加强杆。I-270的尾翼包括一个大的垂尾和面积相对较小的高平尾，垂尾上设计有整体式方向舵，平尾上设计有两片升降舵。该机机身中段为圆形截面，机翼与机身中段相连，并采用整体式制造，以提高机身结构强度，飞机采用增压式密封驾驶舱，为飞行员安装了专门设计的弹射式座椅，不过是旧式的火药药柱弹射。
I-270验证机装备的RD-2M-3V火箭发动机由杜什金和格鲁什科两个设计局联合研制，座舱后面的机身内设计有四个火箭发动机燃料箱，总共能够携带一千六百二十公斤红烟硝酸和四百四十公斤煤油。发动机工作时，有专门的电驱动燃料泵为其供料，这种燃料泵直接来自德国的梅163飞机，当燃料进入燃烧室后，与过氧化氢混合后自动点火。RD-2M-3V火箭发动机有一个主燃烧室，工作时能够产生一万四千牛的推力，另有一个辅助燃烧室能够产生四千牛的推力。当飞机起飞和爬升时，两个燃烧室同时工作，发动机持续工作时间为三分钟；而在巡航状态下，辅助燃烧室单独工作就能满足需要，最大可以产生四千八百牛的推力，发动机持续工作时间也可以增加到九分钟。
作为一款截击机，该机服役时还可以装备无线电通信系统，并在机尾安装有通信天线，其武器系统包括两门二十三毫米航炮，每门备弹四十发。除此之外，每架飞机的机翼下总计还可以挂载四枚火箭弹。