І-320 - дальній всепогодний перехоплювач, розроблений і побудований ОКБ Мікояна і Гуревича в кінці 1940-х років. При розробці І-320 за основу була взята конструкція МіГ-15, але зважаючи на те, що на новому винищувачі мало встановлюватися два двигуна і РЛС, а кабіна бути двомісній, літак було суттєво доопрацьовано. Крім того, І-320 був значно більший МіГ-15. Другий двигун РД-45Ф через великі поперечних габаритів було неможливо розмістити у фюзеляжі поруч з першим, тому була використана оригінальна схема компонування аналогічна Ла-200 і Су-15. Двигуни були розташовані тандемом, таким чином другий РД-45Ф розмістили в своєрідному реданом, а сопло вивели під фюзеляж. Канал повітрозабірника розділили на три частини, перша вела до переднього двигуну, а дві інших до хвостового.

Варіант Р-3. В ході ремонту в конструкцію «Р-2» було внесено кілька змін, після чого винищувач отримав позначення «Р-3». Було зменшено поперечний V крила, збільшена довжина інтерцепторів, встановлений автомат відкриття аеродинамічних гальм і на кожну консоль був доданий додатковий аеродинамічний гребінь. Перший після ремонту політ відбувся 31 березня 1950 року.