Самолет построили в 1948 году, и летом начались его заводские испытания. Летчику-испытателю А. А. Попову до закрытия ОКБ довелось выполнить на машине лишь рулежки и пробежки.

На базе И-212 был предложен двухместный самолет И-214, но он так и остался на бумаге.

Завершал линейку реактивных самолетов ОКБ-21 истребитель И-215. По сравнению с И-211 на новой машине помимо силовой установки с двигателями «Дервент V» уменьшили площадь руля направления, а на руле высоты установили триммер, управление элеронами и посадочными щитками сделали жестким, усилили створки и щитки шасси, а также люк вооружения. Установили также гидравлические подъемники и замки на створки передней стойки шасси и электрическое управление гидравлическим краном тормозных щитков.

Усилили и вооружение. Теперь оно состояло из трех 37-мм пушек 120П (Н-37) с боезапасом по 35 патронов (патронные коробки вмещали по 40 выстрелов) на ствол и смонтированных под кабиной летчика.

Под мотогондолами предусмотрели подвеску двух бомб калибра до 250 кг или дополнительных топливных баков. Для стрельбы и бомбометания использовали прицел АП-1М.

Бронезащита самолета состояла из переднего и боковых бронестекол фонаря кабины пилота толщиной 60 и 30 мм соответственно, передней и задней бронеплит и заголовника толщиной 8 мм.

В состав оборудования включили радиостанцию РСИ-6, радиополукомпас с отметчиком РПКО-10М. Планировали установку РЛС «Торий» (вместо нее временно установили прожектор), и ответчика «свой — чужой» СЧ-3, но этого не произошло.

Несмотря на доработки, самолет благодаря более легким двигателям полегчал на 560 кг.

Заводские летные испытания (ведущие инженер В. Я. Молочаев и летчик С. Н. Рыбаков) начались 18 апреля и завершились 20 июня 1948 года. При этом выполнили 26 полетов. Самолет облетали С. Н. Анохин, М. Л. Галлай и А. А. Ефимов.

По отзывам летчика Рыбакова, И-215 «по своим пилотажным качествам прост.

Размещение приборов и рычагов управления самолетом и агрегатами просто и удобно.

Управление двигателями, стабилизатором, закрылками, шасси, тормозными щитками не усложняет пилотирование…

Кабина просторна и удобна, обзор хороший. На рулежке самолет послушен; хорошо выдерживает направление, тормоза эффективны.

Отрыв плавный, при наборе высоты самолет имеет тенденцию к кабрированию, нагрузка на ручке пилота примерно 2 кг.

В горизонтальном полете самолет устойчив, на средних скоростях велики нагрузки от элеронов примерно 8–10 кг, на максимальных скоростях нагрузки уменьшаются примерно до 4–5 кг.

Большие нагрузки от элеронов объясняются тем, что на задней кромке элеронов наклепаны металлические пластинки.

Нагрузки на ручке и педалях от рулей высоты и направления небольшие.

Нагрузки от рулей высоты легко снимаются триммером и управляемым стабилизатором, нагрузки от руля направления снимаются триммером. На максимальных скоростях самолет устойчив, нагрузки прямые.

На виражах самолет устойчив, при перетягивании [8] предупреждает подрагиванием всей конструкции. С брошенным управлением самолет достаточно устойчив.

Тормозные щитки на различных скоростях очень эффективны и создают кабрирующий момент. При выпуске шасси гидросистема работает несколько медленно.

На планировании самолет устойчив, на посадке прост и хорошо выдерживает направление при пробеге».

В целом по результатам заводских испытаний самолет получился неплохим. Выявленные дефекты были незначительны и подлежали оперативному устранению. Правда, следует отметить, что скороподъемность машины была ниже расчетной, что объяснили «несколько зажатым входом воздуха в двигатели и завышенным на 190 кг весом самолета».

Вслед за И-215 был построен его дублер И-215Д, на котором предусмотрели установку РЛС и трех 37-мм пушек Н-37, с возможностью замены их на Н-57 калибра 57 мм. Но до испытаний этой машины в связи с назначением С. М. Алексеева с 1 сентября 1948 года на должность главного конструктора ОКБ-1 дело не дошло. О самолете вспомнили, когда под руководством интернированного немецкого конструктора Б. Бааде началась разработка бомбардировщика проекта «150» с велосипедным шасси. При этом И-215Д превратили в летающую лабораторию, заменив обычное трехопорное шасси велосипедным.