Несмотря на готовность С22-1 , его первый полет был отложен из-за внесения в его конструкцию изменений, к тому времени успешно испытанных на серийных Су-7 и опытном С-41. Машина получила противопомпажные створки и новый подвижный конус с системой ЭСУВ-1, ВЗ с острой передней кромкой, катапультируемое кресло КС-2. Эти работы были завершены в феврале 1959 года, и после наземных отработок в марте С22-1 совершил первый полет. К этому времени в серии уже находился более мощный и совершенный АЛ-7Ф-1-50 (а на подходе была его модификация с ресурсом в 100 часов), который и было решено установить на самолет. Доработки заключались в замене ТРДФ и хвостовой части фюзеляжа, после чего 24 апреля 1959 года летчик-испытатель ОКБ-51 Е.С. Соловьев поднял С22-1 в воздух уже с новым "сердцем". Заводские испытания, в которых участвовали летчики-испытатели Е.С. Соловьев и А.А. Кознов, продолжались до сентября 1959 года. На этом этапе оценивались летно-технические (ЛТХ) характеристики и вооружение истребителя-бомбардировщика.
В ходе этих работ вновь проявил себя помпаж двигателя, в основном происходящий во время пуска НАРС. Газовый след продуктов сгорания твердого топлива ракет попадал в ВЗ двигателя, в результате чего средняя температура воздуха перед ТРДФ увеличивалась на 40-400°С при стрельбе НАРС АРС-212М или С-24 и на 5-40°С при пусках менее мощных С-ЗК. При этом темп роста температуры составлял от 80 до 300°С в секунду. Столь резкий бросок температуры значительно снижал величину запаса устойчивости двигателя, что приводило к его помпажу. В одном из полетов по программе после залпового пуска четырех С-24 двигатель самолета остановился. Е.С. Соловьев после нескольких неудачных попыток его запуска благодаря запасу высоты смог аварийно посадить С22-1. На залповый пуск НАРС временно были наложены ограничения (стрельба разрешалась только на установившемся режиме малого газа), а в ОКБ приступили к работам по созданию системы защиты двигателя от заглохания.
7 декабря 1959 года С22-1, а с января 1960 года и второй опытный С22-2 были переданы на Государственные совместные испытания, которые ввиду большой заинтересованности заказчика в новом истребителе-бомбардировщике велись с максимальным темпом и успешно завершились 26 апреля 1960 года. Самолет под индексом Су-7Б (С-22) был рекомендован в серию и к принятию на вооружение. Он предназначался "для уничтожения (подавления) важных, главным образом малоразмерных и подвижных наземных (морских) целей в тактической и ближайшей оперативной глубине противника", а также мог привлекаться в роли истребителя для поражения неманевренных воздушных целей.
