Общий вид истребителя МиГ-15 (С), утверждённый главным конструктором А.И. Микояном 8 августа 1947 года

30 апреля 1947 г. главнокомандующий ВВС маршал авиации К.А. Вершинин утвердил тактико-технические требования (ТТТ) к новому фронтовому истребителю, которые в точности повторяли требования МАП за исключением вооружения: вместо «сорокапятки» на самолёт требовалось установить 37-мм пушку Н-37.

Новая машина, получившая наименование И-310 и заводской шифр «С», коренным образом отличалась от предшествующих, опыт создания и эксплуатации которых, а также тесное сотрудничество с ЦАГИ как раз и позволили выйти на передовые рубежи в области самолётостроения. В ОКБ-155 руководство проектными и конструкторскими работами по созданию И-310 было возложено на заместителя главного конструктора А.Г. Брунова и инженера А.А. Андреева. В предварительных исследованиях, связанных с выбором аэродинамической компоновки нового истребителя, активное участие принимали многие специалисты ЦАГИ, в том числе А.С. Христианович, Я.М. Серебрийский, Г.П. Свищёв, В.В. Струминский и П.М. Красильщиков.

Фронтовой истребитель И-310 по аэродинамической схеме представлял собой цельнометаллический среднеплан со стреловидным крылом (35° по линии 1/4 хорд), стреловидным вертикальным (56° по передней кромке) и горизонтальным оперением (40° по передней кромке) и лобовым воздухозаборником. Крыло самолёта имело комбинированный набор - в корневой части профиль ЦАГИ С-10с (9035М) с относительной толщиной 10% (по потоку), в концевых сечениях профиль ЦАГИ Ср-3. Установочный угол крыла +1°. Поперечное V - -1°. Профиль как горизонтального, так и вертикального оперения симметричный NACA-0009.

Применение удлинительной трубы позволило не только отказаться от доставившей много хлопот реданной схемы размещения силовой установки и приблизить её к центру масс самолёта, но и обеспечить хороший доступ к двигателю для его обслуживания. Эксплуатационный разъём фюзеляжа, делящий его на носовую и хвостовую части, был выполнен в виде легкоразъёмного соединения, обеспечивающего удобный монтаж и демонтаж двигателя - после отстыковки хвостовой части, силовая установка оказывалась как на ладони. Необходимость периодической расстыковки фюзеляжа для проведения регламентных работ также не создавала больших трудностей, благодаря рациональной конструкции разъёмов и простоте выполняемых операций. Подобная компоновка впервые была применена в отечественном авиастроении.

Шасси самолёта имело трёхопорную схему и масляно-пневматическую амортизацию. Передняя опора с нетормозным колесом 480x200 убиралась в фюзеляж, а основные опоры с тормозными колёсами 660x160В - в крыло. Колея шасси - 3,81 м, база - 3,175 м.

Среди интересных решений, реализованных при создании И-310, следует также отметить схему размещения артиллерийского вооружения, в состав которого входила 37-мм пушка Н-37 с боезапасом 40 патронов и две 23-мм пушки НС-23КМ с боезапасом по 80 патронов. Опыт, накопленный при решении проблем установки пушек на истребителе МиГ-9, с которыми столкнулось ОКБ-155 в процессе его испытаний, не пропал даром. На новой машине размещение оружия было выбрано настолько рационально, что позволило не только свести к минимуму воздействие пороховых газов на работу двигателя, но и значительно упростить обслуживание. Пушки с боезапасом разместили на специальном лафете, который входил в силовую схему носовой части фюзеляжа, и, при необходимости, мог легко опускаться с помощью специальной лебёдки. Подобная компоновка значительно упрощала эксплуатацию, благодаря хорошим подходам к оружию, и практически исключала заглохание двигателя во время стрельбы, так как стволы пушек не выходили за срез воздухозаборника.