Летно-исследовательский институт (ЛИИ) начал свою деятельность 8 марта 1941 г. в соответствии с исполнением Постановления СНК СССР и ЦК ВКП(б) от 13 июня 1940 г. на базе ряда подразделений Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ), а также вновь созданного аэродрома "Раменское".

Первым начальником Института был назначен Герой Советского Союза, заслуженный летчик СССР, профессор Михаил Михайлович Громов, его заместителем по летной части стал Герой Советского Союза А.Б. Юмашев, а по науке - профессор А.В. Чесалов.

ЛИИ был создан как комплексный научно-исследовательский институт, деятельность которого включала бы исследования летательных аппаратов, силовых установок, самолетного и спецоборудования различного назначения и их взаимодействия.

Великая Отечественная война, начавшаяся вскоре после создания Института, значительно изменила запланированный характер и направления его работ. В трудных условиях военного времени ЛИИ проводил поручаемые коллективу испытания и исследования с первоочередной целью поддержания на заданном уровне требуемых летно-технических и эксплуатационных характеристик и свойств боевых самолетов конструкторских бюро (ОКБ) А. С. Яковлева, С.А. Лавочкина, А.И. Микояна, В.М. Петлякова, Н.Н. Поликарпова, С.В. Ильюшина. 

Наиболее опытные специалисты Института активно привлекались к испытаниям опытных и модифицируемых самолетов, помогали головным серийным заводам во внедрении в производство и эксплуатацию новых улучшенных или модифицированных образцов самолетов, двигателей и оборудования. Значительная часть подразделений ЛИИ в начале войны была эвакуирована в Казань и Новосибирск, где было проведено много нужных и важных работ, испытаний и исследований.

 Государство достойно оценило вклад работников ЛИИ во время войны в обеспечение боевой мощи отечественной авиации. В 1945 году Институт был награжден орденом Красного Знамени. Многие специалисты также были отмечены различными орденами и медалями СССР.