Сверхзвуковой истребитель И-75 представлял собой модификацию самолёта И-7К под более развитую РЛС перехвата «Ураган-5Б». Этот новый самолёт был предназначен для автоматического перехвата на больших высотах сверхзвуковых бомбардировщиков как днём, так и ночью, в любых метеоусловиях и их уничтожения на дальних подступах к обороняемому объекту. Самолёт строился по постановлению Совета Министров СССР от 7 марта 1957 г. в двух экземплярах. Это был один из первых проектов ОКБ, предназначенных для уничтожения воздушных целей только ракетным вооружением.

Самолёт И-75 отличался от И-7К носовым воздухозаборником увеличенного диаметра и большим центральным телом-конусом, в котором располагались агрегаты и блоки системы «Ураган-5Б», отсутствием пушек, подвеской ракет на пилонах под крылом и измененным вертикальным оперением. Для увеличения его эффективности киль был поднят и стреловидность по передней кромке уменьшена на 2,5°.

РЛС "Ураган-5Б", разработанная в ОКБ-339 под руководством Ф.Ф.Волкова, оказалась самой совершенной станцией того времени (фактически, она стала базой для РЛС третьего поколения). В ней были реализованы все последние достижения в электронике и радиолокации, включая новую элементную базу, применены лёгкие сплавы, а также новые принципы построения привода антенны и повышения помехозащищенности. Для повышения надежности и упрощения эксплуатации был разработан ряд легкосъемных типовых узлов и блоков. Станция "Ураган-5Б" была выполнена в виде единого моноблока, вдвигаемого в носовую часть самолёта. При меньших габаритах и весе, большей помехозащищенности и надежности эта РЛС имела дальность действия в 2,5 раза большую, чем бортовые радиолокаторы второго поколения.

В качестве ракетного оружия планировалось использовать самонаводящейся ракеты К-8. Ракета предназначалась для поражения всех видов воздушных целей с задней полусферы. При этом цель должна быть несколько выше перехватчика, чтобы исключить влияние земли на головку самонаведения. В целях повышения помехозащищенности комплекса перехвата от естественных и организованных помех, ракету разработали в двух вариантах: с радиолокационной головкой самонаведения и с тепловой (инфракрасной) головкой. Ракеты обоих вариантов были аналогичны по конструкции и различались только передним отсеком, в котором размещалась головка. На перехватчике И-75 можно было подвешивать одновременно ракеты обоих вариантов.

1 марта 1958 г. самолёт был перебазирован на испытательную станцию, однако до окончания переделки системы сброса фонаря полётов не было. 28 апреля 1958 г. лётчик-испытатель Г.К.Мосолов выполнил полёт по кругу. Заводские испытания самолёт прошел удовлетворительно. Оборудование системы наведения и перехвата испытывалось отдельно. Во время испытаний самолёт показал неплохие результаты: максимальная скорость полёта на высоте 2050 км/ч, а потолок - 18 700 м без подвесок ракет. В феврале 1958 г. в связи с полной неудачей на испытаниях опытного истребителя И-7У началось строительство второго опытного экземпляра. Переделанный из пушечного самолёта И-7У, перехватчик получил обозначение И-75Ф. Индекс «Ф» означал установку двигателя АЛ-7Ф-1 с тягой на форсаже 9215 кгс. По конструкции самолёт И-75Ф аналогичен И-75.

После переделок самолёт И-75 был отправлен на заводские испытания. Первый полёт состоялся 15 октября 1258 г. За время проведения лётных испытаний были проверены характеристики самолёта, его устойчивости и управляемости (с ракетами К-8 и без них). Работа по теме была прекращена в 1959 г. в связи с началом отработки системы «Ураган-5» на самолётах Е-150 и Е-152А. В то же время в ОКБ П.О.Сухого был построен и испытан комплекс перехвата воздушных целей Су-9-51 с ракетами К-5. Он немного уступал комплексу И-75 с системой «Ураган-5Б» по дальности обнаружения и пуску ракет. Но к моменту завершения испытаний И-75 первые серийные Су-9 уже несли боевое дежурство на аэродромах.

Самолёт И-75 представляет собой среднеплан со стреловидным крылом и цельноповоротным стабилизатором. Угол стреловидности крыла 55° по линии 25% хорд. Фюзеляж типа полумонокок. В кабине установлено катапультное кресло, изготовленное в ОКБ. Справа и слева от подфюзеляжного гребня установлены два контейнера под тормозные парашюты. Носовой конус воздухозаборника неподвижен, проходное сечение на входе воздухозаборника и система воздушных скачков регулируются наружным подвижным кольцом-обечайкой. Выдвижение кольца происходит автоматически при достижении установленного числа Маха.

Тактико-технические характеристики И-75
Размах крыла, м   9.98
Длина, м   18.28
Высота, м   
Площадь крыла, м2   31.90
Масса, кг   
- пустого самолета   8274
- нормальная взлетная   10950
- топлива   2000
Тип двигателя   1 ТРД АЛ-7Ф
Тяга, кгс   1 х 9215
Максимальная скорость, км/ч   2050
Практическая дальность, км   1470
Практический потолок, м   18700
Макс. эксплуатационная перегрузка   9
Экипаж, чел   1
Вооружение:   две УР К-8