Prototyp T-3 zbudowano w marcu 1956 i oblatano 26 maja 1956, po czym od razu 24 czerwca zaprezentowano wraz z S-1 na paradzie lotniczej w Tuszynie. T-3 był wyposażony w stację radiolokacyjną Ałmaz-3 z charakterystyczną anteną w spiczastej osłonie w górnej części wlotu powietrza z przodu kadłuba samolotu oraz drugą mniejszą anteną poniżej. Miał być uzbrojony w 2 pociski powietrze-powietrze K-7 lub K-6. Samolot jednak nie uzyskał zakładanych osiągów – prędkość maksymalna wynosiła ok. 1930 km/h, a pułap 18 300 m. Wzrosła masa konstrukcji, problemy stwarzał nowy niedopracowany silnik, a nieregulowany wlot powietrza nie był optymalny dla dużych prędkości. W czerwcu 1957 oblatano drugi ulepszony prototyp (oznaczenie zakładowe PT-7), z radarem Ałmaz-7. Równocześnie z budową drugiego prototypu zdecydowano wdrożyć T-3 do produkcji seryjnej (pod oznaczeniem zakładowym PT-8) i jeszcze w 1957 zbudowano trzy przedseryjne samoloty. Rozpoczęto następnie produkcję małej serii T-3 (PT-8).