Тем не менее И-28 выдержал испытания. В январе 1941 г. на самолете была достигнута скорость 665 км/ч на высоте около 10000 метров. В то время такая скорость была рекордной для советских самолетов. При взлетном весе 2990 кг потолок И-28 превышал 12000 метров. По отзывам летчиков, проводивших испытания, машина обладала отличными пилотажными качествами.

Однако опыт уже начавшейся в Европе второй мировой войны показал, что воздушные бои ведутся в основном на высотах до 5000 метров, а мощных высотных бомбардировщиков у фашистской Германии нет. Несколько позже такие бомбардировщики (Б-17, Б-24,) в огромных количествах строились в США и принимали участие в массированных бомбардировках Германии. Но в 1941 г. уже стало очевидным, что в предстоящей войне высотный истребитель не найдет применения. Поэтому все работы по И-28 были прекращены уже в 1942 г.