重出江湖
苏霍伊不是一个轻言放弃的人。尽管苏霍伊在政治上成为弃儿，在图波列夫设计局里没有多少活儿，但苏霍伊没有闲着。不再能按照自己的设想主持新的设计，就用这段时间仔细地回顾了自己过去几年的工作，认真总结经验，并积极跟踪世界航空技术的前沿，抓紧时间充电。
50 年代初是一个剧烈动荡的年代。冷战方兴，世界航空技术也进入了战后的第一波高速发展期。美国已经在研制所谓的“世纪”系列战斗机，从 F-100 到 F-106，一系列超音速的高性能战斗机正在紧锣密鼓的展开。相比之下，苏联的主力战斗机依然是亚音速的米格-15 和米格-17。1953 年 3 月，斯大林去世，赫鲁晓夫上台。一个月后，苏霍伊重新获得机会，在莫斯科中央机场所在的科丁斯科耶重组设计局，先是临时性的，后来就是正式的了。苏霍伊的飞机也因此重新开始序列号。
作为军备竞赛的一部分，苏联空军提出了双二（两倍音速、两万米升限）的前线战斗机和截击机的要求，具体来说是 1,800 公里/小时的速度和 19,000 米的升限，基本上就是双二了。前线战斗机用于和敌方战斗机争夺制空权，要求简单、轻巧、机敏；截击机则是用于拦截敌人的轰炸机，要求速度快、航程远、火力强，尤其要配备雷达。除了截击机需要在机头安装雷达外，前线战斗机和截击机有很多共通的地方。由于基本技术的共通性，苏霍伊提出采用相同的基本技术，同时设计一架截击机和一架战斗机，采用单台留里卡 AL7F 涡喷发动机（军用推力 7,500 公斤，加力推力 10,000 公斤）。气动布局采用机头进气，但到底是采用大后掠翼还是三角翼，成为一个技术路线上的难题。
这还是超音速飞行的清晨时代，很多超音速飞行的空气动力学机制尚不清楚，很多学术上很有潜力的设想依然只是设想，到底有多少优越性或者潜在的陷阱都有待人们去发现。苏霍伊大胆建议，截击机和战斗机同时上大后掠翼和三角翼，所以一下子上了四种预研型号，S-1 为大后掠翼的战斗机，S-3 为大后掠翼的截击机，T-1 为三角翼的战斗机，T-3 为三角翼的截击机。但这样同时上四个全新型号，被胆大包天的苏联航空界也认为是疯狂了。雅可福列夫直言这是工程设计上的梦幻。
不过苏霍伊尽管大胆，但不是一个沉迷于梦幻之人。1953 年 11 月，S-1 首先完成设计，全尺寸模型通过了委员会的鉴定；1954 年夏，S-3 通过了鉴定；1954 年 10 月，T-1 和 T-3 也通过了鉴定。
S-1 采用 60 度后掠角的机翼，55 度后掠角的平尾和垂尾，中单翼。机头进气道在座舱处分为两股，绕过座舱然后汇合。进气调节锥可以使进气状况最适合于超音速飞行，但日后这成为很大的技术困难，这是后话了。S-1 装备三门 30 毫米航炮，左翼翼根一门，右翼翼根两门，各带弹 65 发。在最初设计中，起落架位于机身下，像 F-16。这样容易保持中单翼的位置，也便于在翼下挂装大量武器。但在工程设计中，起落架移到了翼下，以增加横向轮距，改善粗糙跑道上起落的稳定性，也避免了外八字起落架的强度和其他具体技术问题。为了最大限度地降低翼下起落架的长度，机翼位置下移了 200 毫米。为了加强俯仰操控能力，平尾改成最时新的全动平尾。航炮也改成左二右一。
1954 年下半年到 1955 年上半年，两架样机开始制造，一架用于地面静态试验，另一架用于试飞。1955 年 7 月 15 日，试飞样机完成。由于苏霍伊设计局在被解散时丢失了所有工作人员，安东·科契托夫被从拉沃奇金设计局调来，担任苏霍伊的试飞员。9 月间，地面试验完成。9 月 6 日，帕维尔苏霍伊本人亲自到航空工业部申请试飞许可。9 月 7 日，申请被批准，效率还是蛮高的。不过 9 月 7 日批准还没有下达，科契托夫在地面高速滑跑试验中，飞机意外地离地，漂浮在 10 米的高度。跑道长度不足以安全减速下降，科契托夫当机立断，索性飞了起来，所以首飞严格说来是未经批准的。从此，科契托夫、马卡林、科洛伏希金作为试飞员，开始了大量的试飞。
从 S-1 发展而来的苏-7 是苏联第一种双二的战斗机
在冷战前期，苏-7 是苏联和华约空军最重要的战斗机之一，这是波兰空军的苏-7
和人们更加熟悉的米格-19 相比，苏-7 的前机身更长，比例相对匀称一点
苏-7 的进气调节锥使双二成为可能，相比之下，米格-19 的进气道缺乏调节手段，速度不可能进一步提高。但进气锥和发动机的匹配在早期试飞中成为严重的挑战
S-1 的试飞发现了大量的问题，最大的问题在于 S-1 的性能大大超出了已有的知识。勉强超音速的美国 F-100 在 1953 年 5 月才首飞，两年后苏霍伊在没有经过跨音速就一步跨到两倍音速，技术风险可想而知。两倍音速对所有人都是陌生的领域，全靠试飞员冒着生命危险摸出来。最大的问题在于超音速飞行时进气锥和发动机的匹配问题，还有跨音速到超音速时飞行控制律的问题。其他问题包括液压助力工作不可靠，发动机性能不稳定等。
试飞中发现的高速情况下的进气道喘振是苏联航空界第一次意识到这个问题。涡轮喷气发动机的燃烧只能在亚音速下进行，即使是超音速飞机，进气速度也必须降低到亚音速。进气调节锥像半开的门板一样，在大风天把风挡一下，进入房间的风就和缓得多。但风力很大的时候，门缝很小，外面的风向风速一有风吹草动，门板就容易砰砰地撞击门框，而不是在大风的压力下一味地大门敞开。当然，进气调节锥可以用机械方法固定，不会真的发生撞击的事，但气流流场的等效畸变不是用机械固定就可以消除的。这好比羊群通过山口时，突然发生无序骚动，这就要发生堵塞。苏霍伊试验了各种形状和位置的进气锥，最终使问题得到控制，但没有彻底解决。
1956 年 4 月，马卡林驾机飞到 2,270 公里/小时的高速，超过空军的要求 470 公里/小时。这是苏联的速度记录，也是苏联第一个达到双二的飞机。1956 年 7 月 24 日，新科状元苏-7 在土西诺航空节公开露面。苏霍伊根据试飞经验，不断改进设计，结构得到加强，部分粘结件改为铆接件。减速板的作动机构得到了强化，以减少打开时的颤振。