Число пусковых устройств АПУ-20 для ракет К-5М сократили до двух, сохранив РЛС ЦД-ЗОТ (РП-9У) и аппаратуру "Лазурь", но с двойной индикацией (у инструктора и обучаемого). На опытном У-43 объем топливных баков не превышал 3420 л, так как отсеки крыльевых баков объемом 360 л заняла контрольно-записывающая аппаратура.

Особенностью спарки стала возможность инструктора отключить обучаемого от управления закрылками, уборкой и выпуском шасси, тормозными щитками, автоматикой управления воздухозаборным устройством, аварийным сбросом ракет и их пуском, а также ряда других систем.

Первый полет на У-43 выполнил летчик Е.К.Кукушев в январе 1961-го, а спустя месяц было принято решение о его запуске в серийное производство. Опытный самолет предъявили на госиспытания в июле 1961-го, но в связи с аварией двигателя и повреждением хвостовой части фюзеляжа машины при перегоне летчиком ОКБ-51 во Владимировку госиспытания начали 1 сентября. Ведущими по машине были инженер Б.М.Коршунов (его помощник по летным характеристикам Е.Н.Бубнов), летчики В.М.Андреев и И.И.Лесников.

Испытания показали, что потолки и разгонные характеристики учебной машины с двумя ракетами К-5М практически не отличаются от боевого Су-9 с четырьмя УРами. На высоте 12800 м и форсажном режиме работы двигателя самолет достигал установленного ограничения скорости 2230 км/ч (М=2,1). Статический потолок с парой К-5М и подвесными баками (полетный вес 9700 кг) был 17500 м, а дальность с аналогичным снаряжением на высоте 11 км -1370 км (последний параметр на серийных Су-9У с баками в крыле был больше).

83 испытательных полета установили, что самолет позволял обучать и тренировать летный состав по перехвату воздушных целей, летевших со скоростью 800-1600 км/ч на высотах до 20 км днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях. При этом рубеж перехвата по топливу был в пределах 105-130 км.

Спарку Су-9 приняли на вооружение, но, несмотря на серийное производство, их в частях катастрофически не хватало и ее нередко заменял двухместный Су-7.

На базе У-43 создали летающую лабораторию Л-43 (изделие "94") для отработки средств аварийного покидания самолетов. По результатам этих испытаний сделали вывод, что кресла КС обеспечивают безопасное покидание самолетов на скоростях, соответствовавших числам М до 1,8 и высотах от 150 до 15000 м.