Окончательный облик КОР-1 сформировался к середине 1935 г. — 11 июня специальная комиссия рассмотрела полноразмерный макет самолёта и утвердила его. Конструктивная разработка в основном закончилась в декабре 1935 г., к окончанию лета 1936 г. первый опытный экземпляр был построен в Таганроге и подготовлен к лётным испытаниям.
4 сентября 1936 г. лётчик-испытатель П.А. Номан впервые поднял КОР-1 в воздух. В полёте самолёт вёл себя устойчиво на всех режимах, однако отмечалась повышенная чувствительность на реакцию органов управления. Заводские испытания выявили его недостаточную остойчивость на воде при боковом ветре, вызванную малым объёмом боковых поплавков. Хотя этот недостаток устранили, мореходность КОР-1 и впоследствии оценивалась как недостаточная. Испытания опытного экземпляра велись до 22 ноября, после чего его отправили на доработки.
В соответствии с планами использования КОР-1 без поплавков, в конце 1936 г. был разработан проект в варианте сухопутного штурмовика. Дополнительные 4 пулемёта ШКАС размещались в специальных обтекаемых контейнерах конструкции инженера В.Д. Сорокина, подвешиваемых на штатных бомбодержателях под нижним крылом.
Государственные испытания КОР-1, начавшиеся 25 мая 1937 г. в Севастополе, выявили значительное количество ранее не замеченных недостатков. Перегревался двигатель М-25, сборка самолёта из транспортного положения в предстартовое состояние оказалась слишком длительной и занимала поначалу 40 минут вместо требуемых десяти. Неудачным оценивалось размещение некоторого оборудования в кабине, кроме того, много проблем доставила коррозия дюралюминия под воздействием морской воды, попадающей внутрь самолёта.
В августе 1937 г. первый опытный КОР-1 вновь направили в Таганрог, где он в очередной раз подвергся доработкам и изменениям. Его испытания продолжились в 1938 г., после чего КОР-1 и приняли на вооружение в качестве корабельного разведчика.
Три первых серийных экземпляра КОР-1 с заводскими номерами № 3152,3153,3154 начали строиться на авиазаводе № 31 с середины 1937 г. В связи с неудовлетворительными результатами испытаний первого экземпляра и постоянными его переделками, сдача серийных машин значительно задержалась. КОР-1 № 3152 и № 3153 облетали летом 1938 г. Выявилась несинхронность работы закрылков, неудачное крепление капотов, управление двигателем требовало доработки.