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 -1º. Профиль как горизонтального, так и вертикального оперения симметричный NACA-0009.
Применение удлинительной трубы позволило не только отказаться от доставившей много хлопот ре- данной 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 не тормозным 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.

Второй опытный экземпляр истребителя МиГ-15 (С-2), оборудованный реактивными противоштопорными установками РПУ-300
В целом коллективом ОКБ-155 был создан самолёт, который отличался простотой и надёжностью конструкции, высокими эксплуатационными качествами и мощным вооружением. Однако установленный срок сдачи истребителя на госиспытания выдержать не удалось, так как в течение всего 1947 года ОКБ проводило большую работу, связанную с доработкой самолёта МиГ-9, и особенно его вооружения. В связи с этим первый опытный экземпляр И-310 (С-1) был выпущен на лётные испытания только 19 декабря, правда, с менее мощным двигателем «Нин-I». После завершения наземной отработки 30 декабря 1947 г. самолёт, пилотируемый лётчиком-испытателем В.Н. Югановым, совершил первый полёт. Ведущим инженером по проведению заводских испытаний был назначен К.П. Ковалевский. Второй опытный экземпляр И-310 (С-2) к этому времени находился в состоянии 57% готовности.
Стоит отметить, что самолёты С-1 и С-2 несколько отличались друг от друга. Во-первых, они имели разные двигатели: на С-1 стоял «Нин- I», а на С-2 – «Нин-II». Во-вторых, по сравнению с С-2 крыло у С-1 располагалось на 80 мм ближе к носу самолёта. Кроме того, оно имело другой профиль корневой дужки, и на нём не предусматривалась подвеска ПТБ и бомбового вооружения. Элероны на С-1 были выполнены разрезными, а задняя кромка закрылков имела небольшое утолщение, которое являлось задней кромкой крыла. В-третьих, геометрические размеры деталей основных опор шасси С-1 отличались от таковых у С-2 (за исключением полувилки) вследствие того, что на втором и последующих экземплярах базу шасси увеличили за счёт наклона основных опор назад. Кроме того, на С-1 установили цилиндры подъёма основных опор от истребителя Ла-9. Самолёты также имели ещё ряд других отличий.