茹科夫斯基空军学院不是光说不练的地方，学生都要学飞行。米高扬经常和同一个游泳班上的安德烈·科切托夫搭档学习飞行，后者日后成为米格设计局的主要试飞员，荣获苏联英雄称号。米高扬还在业余时间，自己到莫斯科飞行俱乐部学飞行。在波-2 上放单飞后，他特别注意比较波-2 的实际飞行特性和用课堂上学习的理论计算出来的结果。这使他以后在工作中特别注意理论和实际的结合。
米高扬还和另一个同学一起，捣鼓自己设计一架飞机。他们大胆地采用悬臂式上单翼和推进式螺旋桨，也就是螺旋桨在机尾往前推，而不是通常的螺旋桨在机头拉动飞机。飞机起飞重量只有 250 公斤，样机成本 15,000 卢布，大批生产成本可以降到 5,000 卢布。在设计方案得到教授们的肯定之后，又有3 个同学参加了他们的小组，米高扬就成为小组的领头人。在意外淘到一台破旧的 25 马力发动机和获得一家家具厂捐赠的木质螺旋桨后，飞机装配起来了，也飞起来了。但在第四次飞行中，破旧的老爷发动机自我爆炸，飞机栽了下来。幸好高度和速度都不高，飞行员没事，飞机也没有太大的损坏。但这时大家都到了毕业分配的时候，没有心思再捣鼓了。37 年时，米高扬毕业了。
米高扬特别心仪高性能飞机，要求分到和战斗机有关的部门，果然如愿以偿地分到了波利卡波夫的设计局。波利卡波夫是 30 年代苏联战斗机之王，当时苏联的主要战斗机基本上都是他的设计，包括主力战斗机伊-15 和伊-16。米高扬没有直接到波利卡波夫的设计部门，而是被安排到生产部门担任交货前的质量检验。在这个岗位上，米高扬和生产与设计部门都有广泛的联系，经常和设计部门的人员讨论技术问题。米高扬以对机械和航空的独特的敏锐，经常提一些非常到位的建议，很快得到设计人员的器重。不久连波利卡波夫也听说了这个新来的小伙子，把他调去解决新型的伊-153 战斗机的航炮震动和发动机过热的老大难问题。米高扬不负众望，出色地完成了任务。很快，米高扬在波利卡波夫的设计局里青云直上，升任伊-153 项目的副总之一。也是在这里，他遇上了波利卡波夫的副手之一米哈伊尔·格列维奇。
米哈伊尔·格列维奇
米哈伊尔·格列维奇年长于米高扬 12 岁，于 1893 年 1 月 12 日出生于库尔斯克地区的一个富裕的犹太人家庭。1910 年时，格列维奇进哈尔科夫大学学习数学，但因为卷入学生运动，只读了一年就被开除出大学，并被流放出国。格列维奇在法国的蒙彼利埃大学继续学业，这是一所 13 世纪就建立的大学，曾出过文艺复兴诗人彼得拉克，教皇乌尔班 5 世和本笃 13 世（臭名昭著的阿维农教皇，和罗马教皇分庭抗礼最终失败）在没有成为教皇前都在这里的神学院当过教授。此后格列维奇到图卢兹的国家高等航空学院（École Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace）继续深造。这是法国所谓的 grandes ecoles 之一，是比普通大学更高级的精英学校。1914 年格列维奇回俄罗斯探亲期间，第一次世界大战爆发了。之后的十月革命和内战打断了他的学业，直到 1923 年，他才在哈尔科夫技术大学的航空系毕业。1928 年，格列维奇到引进的法国专家 Paul Richard 手下工作，参加设计鱼雷攻击机 TOM-1。TOM-1 计划取消后，格列维奇曾设计了苏联第一架旋翼机，但更多的时候则是曾饥不择食，农业机械、矿山机械、船舶，什么都设计。1936 年时，格列维奇被派到美国商洽引进制造 DC-3 事宜，回国后加入波利卡波夫的设计局工作。
米高扬在就读茹科夫斯基空军学院期间，曾在哈尔科夫的飞机工厂实习一年。这段在哈尔科夫的共同经历成为米高扬和格列维奇的交集，把他们两人拉到了一起。年轻的米高扬冲劲十足，富有领导才能，善于出主意；年长的格列维奇办事沉稳，经验丰富，长于审视主意。两个人一拍即合，成为好朋友。
米高扬和格列维奇在观看飞行表演
这时节，苏联志愿空军在西班牙内战中由开始时的胜利转向后来的居于下风。这不是简单的胜败乃兵家常事，而是代表了战斗机技术和空战战术的新的高度，而苏联战斗机在正在面世的德国 Bf 109、英国“喷火”战斗机面前，显示出概念上的落后。波利卡波夫作为苏联当之无愧的“战斗机之王”，实际年龄只比格列维奇大一岁，和同时代的雅可夫列夫、苏霍伊等人相比，也没有大多少。但波利卡波夫的战斗机设计思想却实实在在地老了。长期以来，战斗机的机动性和速度/爬升率似乎是一对不可调和的矛盾，波利卡波夫用瞬时和持续机动性特别优秀但速度较低的双翼伊-15 战斗机和速度、爬升率特别优秀但持续机动性能欠缺的单翼伊-16 相配合，用前者担当前线格斗空战，后者担当追击敌人或者拦截入侵的轰炸机。这是一个简单实用的组合，苏联空军也就是这样配置的，并在西班牙内战前期取得良好的战绩。但航空技术发展了，单翼机的速度和爬升率优势得到了进一步的发展，同时机动性也开始迅猛提高。在如狼似虎、翻飞自如的新一代战斗机面前，双翼的伊-15 机动性再好也难于招架，就好像在敏捷凶残的狼面前在平地上翻跟斗的猴子。
从某种意义上说，西班牙内战是二战的先声，苏联和德国分别支持西班牙内战中的 Loyalist（共和派？）和 Natinalist（保皇派？），这张著名的照片就是一个 Loyalist 士兵在中弹的一瞬间
开放座舱的伊-16 战斗机在速度和机动性方面都难以匹敌采用了增大马力的奔驰发动机的德国梅塞斯密特 Bf 109E
Bf 109E 的水冷 V-12 发动机、流线型的机身代表了战斗机的新高度
号称“历史上最美丽的战斗机”的英国“喷火 Mk5”在设计理念和技术性能上更加先进
速度较快的伊-16 也开始暴露出自己的问题。伊-16 采用 30 年代很流行的气冷星形发动机，这是将发动机的气缸像放射线一样围绕圆心安排的活塞式发动机，所有气缸的活塞向心往复运动，驱动转轴和螺旋桨。由于所有气缸都暴露在迎面气流里，气缸的散热较好，天然就是气冷的料。气冷也省却了水冷系统所需要的管路和散热器，减低复杂性和成本，增加可靠性。气缸在垂直的迎风平面上星形排列，发动机在机身轴线方向上的总长也小，十分紧凑。但是星形发动机也有几个绕不过去的缺点：气缸数或者缸径难以大幅度增加，活塞冲程可以增加但将大幅度增加迎风面积和阻力。所以使用星形发动机的战斗机基本上都是短粗的外形，进一步增加发动机的马力十分困难。新一代的战斗机发动机很多改而采用直列或 V 形排列的水冷发动机，尽管长度较长，重量较大，需要复杂的冷却系统和散热器，但功率明显增大，高空性能明显改善，而且发展潜力要大得多。伊-16 和早期 Bf 109 还可以打一打，但梅塞斯密特采用增大功率的奔驰 V-12 发动机后，伊-16 就力不从心了，最大速度落后了整整 100 公里/小时。短粗的机翼的翼载虽然小，适于瞬时机动，但很难在机动中保持高度，几个回合下来就只有挨打的份了。使用机枪的伊-15、-16 战斗机也在火力上不敌改进的 Bf 109E，后者开始使用 20 毫米航炮了。