Государственные совместные испытания (ГСИ), как было принято, проходили в два этапа в основном в НИИ ВВС в Ахтубинске. Первый этап «А» (главного конструктора) начался в мае 1980 года на самолете № 902 на аэродроме ЛИИ. Ведущими от НИИ ВВС были инженеры И.Г. Кристинов и А.И. Та-ранников, летчики-испытатели В.М. Горбунов, В.Н. Кондауров, В.В. Мигунов и С.И. Храпцов, а от промышленности (ММЗ им. А.И. Микояна) техническим руководителем — А.А. Белосвет
Испытания машины № 902 завершились в апреле 1984 года, после чего на истребителе исследовали средства защиты воздухозаборников от попадания посторонних предметов во время скоростных рулежек. В декабре того же года машину передали на полигон НИИАС в подмосковное Фаустово, для отработки системы пожаротушения и проверки взрывобезопасности топливных баков
В 1980 году к государственным испытаниям подключили первый прототип (№ 901) МиГ-29, на котором подтверждались характеристики устойчивости и управляемости
О масштабах ГСИ свидетельствует тот факт, что в них задействовали 12 опытных и предсерийных экземпляров МиГ-29, включая 2 спарки.
ГСИ МиГ-29 завершились 27 октября 1983 года. За это время было выполнено 2330 полетов. Испытания позволили выявить и устранить многие недостатки машины, в частности, пришлось уменьшить угол отклонения закрылков при заходе на посадку с 40 до 30 градусов. Причиной тому стала неустойчивость машины по скорости при выравнивании и выдерживании, что привело к увеличению посадочной скорости на 10—15 км/ч
В том же 1983 году самолеты из числа проходивших испытания, наравне с Су-27 привлекали на учения «3апад-83». Успешный дебют МиГ-29 на этих учениях способствовал скорейшему принятию его на вооружение.
В конце того же года МиГ-29 начали поступать в ВВС, хотя доводка машины продолжалась и после завершения ГСИ, параллельно с освоением их в строевых полках.
После завершения государственных испытаний 7 февраля 1984 года в подмосковной Кубинке в ходе тренировочного полета перед демонстрацией машины иностранной делегации погиб летчик-испытатель НИИ ВВС В.А. Лотков, пилотировавший истребитель на слишком малой высоте.