虽然顺利改装了发动机舱，但是加长了的发动机向前伸出达2.3米，影响了飞机的安定性和操纵性。工程师解决这个问题也是采取快刀斩乱麻，用加大平尾面积，并且在平尾两端加装端板，同时增加腹鳍和加大背鳍来保证安定性。平尾的面积展向加长2米，弦向加长了400毫米。
改装最主要的部分是雷达和机载系统。为装下这些系统，拆除飞机上原有的"钴"雷达和所有炮塔。在机背上加装了7米直径、厚度为1.2米的玻璃钢雷达罩。由于原型机体没有相应的承力结构能用于安装雷达罩支架，普通框架承受不了雷达罩在飞行中产生应力，因此在图-4的机身内加装了承力框架，然后再把雷达罩架安装在这些承力结构件上。
图-4飞机中段的炸弹舱等几个舱段全部改装成密封舱，用于安排雷达操作员和控制人员。当时由于国内对于世界预警机技术水平和观念上相差很大。空警一号的主要分系统包括警戒雷达系统、数据处理系统、数据显示和控制系统、敌我识别系统、通信和数据传输系统、导航和引导系统、电子对抗系统。在空警一号上采用的是布置多个雷达P型显示器，2个A型显示器，UHF和VHF波段的电台分别担任空地和空空通话，当时数据传输设备采用无线电传机改装，空域的空情显示主要以图板作图表示。由于雷达P显当时只有长余辉一种，操纵员和控制员必须紧盯显示器，不然很可能漏看空情。实质上空警一号只是将雷达站移到空中拓展探测范围和减小盲区，性能与50年代早期的预警机相当，并非真正意义上的现代预警机。根据已经公开的当时资料，空警一号对低空目标的探测面积相当于40个П-3雷达站，这对于当时的大陆防空是非常有实用价值的。
在预警机的制造史上，中国人的改装速度是世界之最。从1969年12月开始画图，只用了一年零七个月，1971年6月10日空警一号就开始了首次试飞，随后进入试飞阶段。在起飞过程中，首先发现飞机跑偏，飞行员极力控制飞机，才使得沿跑道中线扭秧歌一样地滑跑起飞和降落，升空后在飞行也有偏航滚转的趋势，飞行员在数小时的飞行中，时刻要用力把登舵。后来经过测试，发现是发动机功率加大后，螺旋桨侧洗流打在垂尾上造成的偏航力矩所致。图-4原装的АЩ-73ТК活塞发动机是右旋，而涡桨6是左旋，原设计对右旋的气动力矩补偿措施全部失效，造成飞机左偏右倾。而中国的技术人员解决这个看来很棘手的问题却只需一把扳手，将左右发动机油门推杆调整成固定8度的油门，造成左右推力不同来补偿这个偏航力矩。
另一个在试飞中出现的问题却没有如此简单。由于位于垂尾前方的雷达罩厚度大且边沿钝，飞行中罩后气流产生分离引起紊流，作用在垂尾上就产生振颤。这种振颤飞行员在飞行中都能明显感觉到。振颤不仅容易使空勤人员感觉疲劳，也容易使结构疲劳。从1972年9月开始，设计组开始着手排除振颤。采取的手段是在天线架上安装船形整流罩，并在垂尾上加装动力吸振器。经过反复试验，证明这些手段是有效的，成功地将振颤遏止在允许范围内。
空警一号全部改装完成后，进行了几百小时的飞行测试。中高空模拟目标是轰-6轰炸机，海上低空目标以安-24运输机模拟。空警一号对轰-6的探测距离能够达到300~350公里，对海上低空飞行的安-24飞机探测距离达250公里。空警一号也针对海上舰船进行了试验，探测大型猎潜艇一类的目标距离达300公里。虽然当时空警一号采用的全是电子管系统，连指挥计算机都是电子管晶体管混合电路，但在探测距离上也能与国外同时代的先进预警机相比美。空警一号落后在雷达数据处理和信息传送环节上，缺乏实用的人机界面，不得不折中依靠手工标图和语音通信传报空情。
1980年以前，中国空军主要沿用苏联的装备体系和作战指挥模式，以短航程的防空战斗机和地面雷达引导为主。中国的国土面积很大，这样就需要很多的地面雷达、战斗机和机场，并且划分各自的防空空域，这也是导致中国歼-5和歼-6战斗机总产量近6000架的主要原因。要协调和调度数量如此庞大的战斗机群和分布各处的空军基地，再加上近十万门高射炮和几千个防空导弹发射架，对于大陆空军来说不是件容易的事情。苏联的预警机一般部署在警戒地区后方150公里处，附近有己方战斗机和地面防空区域，这种做法不仅能有效监控前方空域，又能使预警机处于己方防空网的保护之下。预警机探测距离远，发现有敌方战斗机企图袭击预警机时，可以及时后退，并引导己方战斗机和地面防空系统进行拦截。1981年叙利亚企图采用米格-25从高空高速袭击以色列位于黎巴嫩西部地中海上空的预警机时，以色列预警机后退，并及时引导战斗机成功的拦截了这架叙利亚的米格-25。预警机的优势是探测距离远，当其后退时，能脱离敌方地面雷达视距，而需要地面引导的叙利亚米格-25战斗机却因此无法得到地面全景空情引导，机上雷达只能探测正面空域，因此落进了从侧面接近的以色列战斗机的圈套。当时的中国空军的预警机也很可能采取这类战术，而中国的实际情况不同于苏联和美国，缺乏远程战斗机，需要引导大批的歼-5和歼-6轮流升空作战，甚至还要与地面防空系统协同，预警机的指挥控制非常复杂。不过1970年以后的中国大陆空防如同长满刺的刺猬，入侵的敌机遭到的空中和地面拦截规模将是空前密集的。
遗憾与新生
空警一号研制成功后，并没有进入空军服役。进入20世纪70年代，台湾国民党飞机的袭扰渐渐平息，大陆的雷达网已经逐渐完善，覆盖了大多数国土。对于空中预警机填补盲区的紧迫程度减缓，如此以来，大陆有时间更进一步认识预警机作战体系。到20世纪80年代共和国空军依旧在停留在50年代末期的水平，主要战机依旧是米格-17和米格-19的国产型歼-5和歼-6，而地面雷达也还是当年的П-3和П-20。1982年爆发的叙利亚与以色列的战争中，以色列成功的瓦解了叙利亚的地面雷达网的防空体系，这场战争警醒了共和国空军。落后的战术思想和落后的装备才是叙利亚人失败的原因。
80年代末期，空警一号第一次展现在国人眼前的时候，已经不再能遨游长空，而是北京小汤山航空博物馆的展品。这对于希望中国有自己的预警机的人们也许有些许遗憾，但对共和国空军却意味着战略思想和观念的新生，空警一号是中国防空史上的一个里程碑。
