Еще во время учебы в институте Михаил Янгель начал регулярно бывать на аэродроме. Сначала он там проводил испытания для своего дипломного проекта, а после того как устроился в ОКБ, стал регулярно присутствовать там на испытательных полетах поликарповских истребителей. На полигоне он познакомился с В. П. Чкаловым – легендарным советским летчиком, который давал путевку в небо многим военным самолетам, разработанным ОКБ Поликарпова. Янгель запомнился ему как исполнительный и ответственный сотрудник, смело отстаивающий свои идеи и не стремящийся выслужиться перед начальством.

В ОКБ Поликарпова существовала необычная система работы с молодежью: главный конструктор специально давал молодым сотрудникам такие задачи, которые требовали бы поиска оригинальных путей решения, нетривиальных идей, творческого подхода и, конечно, особого инженерного чутья. Таким образом Поликарпов оценивал возможности своих сотрудников, выделял из них наиболее перспективных, а тех, кто был не способен решать серьезные ответственные задачи, оставлял на менее сложной технической работе.

В. П. Чкалов.

Янгель сразу же попал в число самых многообещающих молодых специалистов КБ. Он занимался доводкой тех истребителей, которые должны были быть внедрены в серию – то есть усовершенствованием технических характеристик и улучшением каких-то отдельных деталей летной машины, перед тем как ее серийным производством начнет заниматься авиационный завод. Он с большой ответственностью подходил к своей работе, отличался вниманием к деталям, педантичностью и даже дотошностью, которая весьма приветствовалась, потому как доводка самолета требовала в первую очередь кропотливой работы и большой вовлеченности в процесс. Янгель стремился сделать истребитель максимально компактным, быстрым и высотным и зачастую демонстрировал оригинальный подход к решению поставленных задач. Он был весьма самостоятелен в своих решениях, что иногда очень удивляло руководство, но никогда не оборачивалось плохо для нестандартно мыслящего молодого специалиста. Важным также представлялся финансовый аспект: перед конструкторами стояла задача сделать машину не только мощной, но и недорогой в производстве и простой в эксплуатации и ремонте, и этому вопросу молодой конструктор также уделял немало внимания.

В тот период ОКБ Поликарпова занималось разработкой истребителя И-153. Это была третья версия И-15 – поршневый истребитель-полутораплан с двигателем холодного охлаждения и убирающимися шасси, оснащенный малокалиберными автоматическими синхронными пушками ШВАК. Но Янгель недолго проработал в составе группы конструкторов поликарповского ОКБ над этим самолетом, который был признан впоследствии наиболее совершенным серийным истребителем подобного рода, – в начале 1938 года ему сообщили, что руководство приняло решение отправить его в командировку в Соединенные Штаты для работы в рамках реализации советско-американского торгового договора. Спустя несколько недель он уже выехал в направлении Атлантического океана, чтобы там сесть на пароход и отправиться в Северную Америку.