Су-15 (№ 01) имел заводской номер № 0015301. Это первый предсерийный самолет, построенный на авиазаводе в Новосибирске. Начало эксплуатации самолета в формуляре значится 21 февраля 1966 г. Первый полет на самолете с двигателями Р11Ф2С-300 совершил заводской летчик-испытатель И.Ф.Сорокин 6 марта 1966 г. Третий полет на самолете 15 марта 1966 г. выполнил летчик-испытатель ОКБ В.С.Ильюшин. Затем на нем летали Харченко, Морозов, Дыров, Золовкин, Соловьев, Кукушев. В августе 1972 г. двигатели заменили на Р11Ф2СУ-300 первой серии. Эксплуатировался самолет до августа 1973 г. С апреля по июль 1974 г. Новосибирским филиалом ОКБ Сухого на самолете проводились доработки для установки изделия "Сахалин-6А". Таким образом, самолет Су-15 (№ 01) стал заправщиком в опытной системе "Сахалин" - дозаправки истребителей в воздухе. Первый полет на доработанном самолете совершил 4 июля 1974 г. летчик-испытатель Комаров. С июня 1975 г. к полетам на нем приступили также Соловьев, Кречетов, Егоров, Ильюшин. Последний полет состоялся 9 июля 1976 г.
Су-15Т (№ 37) выпуска 1966 г. имел заводской номер № 0115305. Самолет был переоборудован в Су-15Т на новосибирском авиазаводе в 1968 г. в составе опытной партии перехватчиков с РЛС "Тайфун", двигателями Р13-300 и новым крылом с изломом передней кромки. В январе 1969 г. его испытал Кречетов. В 90-х годах воинская часть № 03139 была переведена за пределы Москвы. Часть имевшейся авиатехники энтузиасты и понимающие люди доставили в созданный музей авиатехники в Москве на Ходынском поле, в том числе и опытный перехватчик Су-15Т (№ 37).
Су-15 (№ 11) выпуска 1968 г. имел заводской номер № 0715311. Начало эксплуатации 16 августа 1968 г. Этот обычный серийный самолет имел изначально двигатели Р11Ф2С-300. Сразу после выпуска был подвергнут переоборудованию под установку опытных двигателей Р13-300 и передан в ЛИИ для проведения их летных испытаний. Примечательно, что при этом на его фюзеляже не появилось дополнительных воздухозаборников, характерных для двигателя Р13-300 на последующих самолетах типа Су-15. Первый полет на Су-15 (№ 11) совершил 31 октября 1968 г. летчик-испытатель Соловьев. Затем на нем летали летчики-испытатели Ильюшин, Майоров, Яцун, Кречетов, Манучаров, Кукушев и др. Испытания двигателей Р13-300 проходили в ноябре 1968 г. В последующем, в январе - мае 1972 г. самолет был оборудован экспериментальной аппаратурой и превращен в летающую лабораторию СЛ-15Р. В конце 80-х - начале 90-х годов Су-15 (№ 11) находился еще на аэродроме в/ч 03139, хотя и без двигателей.
Перехватчик-спарка Су-15 (№ 70) имел заводской номер № 0003(У58Б). В некоторых случаях этот номер записывался в формуляре как № 0003УБ86. Из номера следует, что это первый опытный и полноценный учебно-боевой перехватчик Су-15УБ, выпущенный в единственном экземпляре в 1970 г. Как известно, в серию запустили вместо него учебно-тренировочный Су-15УТ, не имеющий вооружения и РЛС. Значительно позднее в качестве полноценного учебно-боевого перехватчика с полным комплектом БРЭО начали выпускать Су-15УМ с новым двигателем Р13-300.
Су-15УБ (№ 70) выпущен в июне 1970 г. с двигателями Р11Ф2С-300. Он имел переднюю стойку шасси от самолета Т-58Л - так записано в формуляре, что, очевидно, надо понимать как "такую же как на Т-58Л", т.е. двухколесную. В таком же "переводе" самолет имел крыло как на Т-58Н, т.е. с изломом передней кромки. Обтекатель РЛС имел коническую форму. Первый полет на Су-15УБ (№ 70) совершил летчик-испытатель Грибачев 24 июня 1970 г. В мае 1971 г. на самолете заменены двигатели на Р11Ф2СУ-300. Хотя в формуляре записей об этом нет, не исключено, что в ходе летных испытаний самолет был переоборудован под установку двигателей Р13-300 в процессе создания нового учебно-боевого Су-15УМ. На эту мысль наводят дополнительные воздухозаборники на хвостовой части фюзеляжа, характерные для двигателей Р13-300 на самолетах типа Су-15ТМ. В конце 80-х - начале 90-х годов этот Су-15УБ (№ 70) находился еще на аэродроме в/ч 03139, хотя и без двигателей и в полуразобранном состоянии.
Су-15 (№ 33) был первым самолетом этого типа, появившимся в ШМАСе. Многие годы спустя удалось выяснить, что это был его третий опытный экземпляр Т-58Д-3. Бортовой №33, нанесенный на боковую поверхность воздухозаборников, соответствовал номеру №33, имевшемуся на самолете во время прохождения им летных испытаний, хотя номера были написаны разным шрифтом. Кроме того, во время испытаний номер был нанесен на фюзеляже перед воздухозаборником. Ситуация с номерами объясняется упорядочиванием их в ШМАСе и переписыванием. Позднее этот самолет имел в качестве пробы и №83 (как Е-155П-5). Су-15 (№ 33) имел запись в формуляре: заводской номер № Т-58Д-3. Начало его эксплуатации в формуляре значится 9 сентября 1963 г. На самолете установлены двигатели Р11Ф2С-300. Первый полет совершен 2 октября 1963 г. летчиком-испытателем Кукушевым. Затем на нем летали летчики ОКБ и ГК НИИ ВВС: Ильюшин, Лаврентьев, Петерин, Соловьев, Шевяков, Гудков, Андрианов. Последний полет самолета состоялся в 1968 г. В последующем он был передан из ШМАСа в один из пионерских лагерей в Подмосковье.