Ukończył on próby państwowe z dobrymi rezultatami, lecz 6 lipca 1940 został utracony na skutek błędu pilota, który wprowadził samolot w odwrócony korkociąg, po czym wyskoczył ze spadochronem. Pojawiły się także w tym czasie problemy z rozwojem silnika M-88, rozwiązane w grudniu 1940. W kwietniu 1940, z opóźnieniem zdołano ukończyć trzy pierwsze I-180S serii informacyjnej, zaprezentowane następnie na defiladzie pierwszomajowej. Opracowano też kolejny prototyp I-180-5, mający być wzorcem do kolejnej serii produkcyjnej, z silnikiem M-88A i innymi ulepszeniami. Planowano również w ramach dalszego rozwoju wyposażyć I-180 w silnik M-89 o mocy 1350 KM, który miał osiągnąć obliczeniową prędkość 650 km/h. Jednakże, pod koniec 1940 władze zdecydowały anulować zaawansowaną już produkcję I-180 i w fabryce nr 21 rozpocząć produkcję nowego myśliwca ŁaGG-3. Oficjalnie, Ludowy Komisariat Przemysłu Lotniczego ZSRR (NKAP) uznał rozwijanie myśliwców z silnikami gwiazdowymi za niecelowe.
Projektowano warianty I-180: I-180S – samolot seryjny, I-180Sz – wariant z ulepszonym podwoziem.