Budowę samolotu rozpoczęto na początku 1925 roku. 15 czerwca postanowiono zintensyfikować prace, aby zakończyć budowę do 15 listopada. Jednak w praktyce, 1 stycznia 1926 roku samolot był gotowy w jedynie 90%. W międzyczasie przybył nowy silnik Napier Lion, zakupiony w Wielkiej Brytanii w grudniu 1925 roku.
Pierwszy lot prototypu odbył się 12 stycznia 1926 r., a DI-1 zademonstrował świetne osiągi. Budowa samolotu została zakończona 8 lutego 1926 roku, a następnego dnia zdemontowana maszyna została przetransportowana do Centralnego Portu Lotniczego w Moskwie, gdzie natychmiast rozpoczęto jej montaż. Zmontowany samolot ustawiono na nartach. 25 lutego pilot W. N. Filippow wykonał dwa pierwsze loty na nowym płatowcu. Polikarpow osobiście leciał jako obserwator w czwartym i ósmym locie próbnym. Jednak podczas dziewiątego lotu, 31 marca 1926 r., kiedy samolot przeprowadzał testy szybkościowe na wysokości 100 m nad kilometrem pomiarowym na lotnisku Chodynka, górne poszycie prawego górnego skrzydła, a następnie również dolne poszycie, oderwały się od mocowania. Następnie złamały się oba skrzydła i samolot rozbił się zabijając pilota W. N. Filippowa i obserwatora W. W. Michajłowa.