Серьезным изменениям подверглось крыло. В годы Первой мировой войны англичане применяли на своих самолетах сравнительно тонкие (6 %) профили с заостренным носком. Их несущие свойства были не очень высокими. Но главное, при выходе на большие углы атаки на верхней поверхности крыла быстро развивались срывные явления, при ошибках летчика это приводило к срыву самолета в штопор и усложняло пилотирование. Н. Н. Поликарпов применил на машине более толстый 12 %-ный профиль «Геттинген (Прандтль) 436» с закругленным носком, имеющий более высокие несущие свойства и плавный переход к срывным явлениям на больших углах атаки. Это облегчило пилотирование, улучшило аэродинамику. Лонжероны крыла, ввиду его увеличенной относительной толщины, стали не тавровыми, склеенными из реек, как у английского ДН-9, а коробчатыми, из сосновых полок и фанерных стенок. Нервюры имели теперь фанерную конструкцию (вместо деревянных, клеенных из большого количества реек). Вся конструктивная схема крыла стала статически определимой.

Практически только горизонтальное оперение с изменяемым в полете углом установки и вертикальное с рулем, имеющим роговую компенсацию, остались как у прототипа.

Передняя часть фюзеляжа у двигателя была покрыта дюралевыми панелями, за мотором, по кабину стрелка-наблюдателя, — фанерой. Остальная часть, а также крыло и оперение обшивались полотном.

Вооружение состояло из одного синхронного пулемета Виккерс или ПВ-1 с 200 патронами, установленного слева от пилота пулемета Льюис (позже одного или двух ДА) с 500 патронами на разработанной заводом «Дукс» турели ТУР-1 в кабине наблюдателя. Бомбовая нагрузка общим весом до 480 кг подвешивалась под крыльями и фюзеляжем.

В целом спроектированный Н. Н. Поликарповым самолет только сохранял общие очертания крыла, оперения и фюзеляжа, но имел иную конструкцию, на 30 % меньше деталей, на 30–35 % меньше трудоемкость изготовления. Вес самолета, несмотря на более низкую культуру производства, стал на 20 кг меньше веса исходного ДН-9А, а полезная нагрузка выросла на 90 к г. Правда, затем, после доработок в массовом производстве, вес планера несколько увеличился.

Новый самолет получил обозначение Р-1 (разведчик первый), что было закономерным, так как он представлял собой вполне самостоятельную конструкцию.

Сборка первого экземпляра Р-1 началась в феврале 1923 г., и тогда же началась подготовка к серийному производству.

Быстрой разработке машины способствовало решение о переформировании технического отдела в конструкторское бюро (декабрь 1922 г.), что позволило увеличить его численность, освободить конструкторов от необходимости заниматься вопросами производства не только самолетов, но и велосипедов. Отметим, что завод в конце 1922 г. получил новое обозначение и стал именоваться государственным авиационным заводом (ГАЗ) № 1.

В конце февраля 1923 г. Н. Н. Поликарпов был переведен в конструкторскую часть Главкоавиа, и дальнейшей подготовкой серийного производства Р-1 занялся Д. П. Григорович, автор известных морских самолетов, принятый на должность технического директора ГАЗ № 1.

Первый экземпляр был выведен на аэродром в апреле 1923 г. В мае начались испытания. Они показали, что самолет развивает у земли максимальную скорость 207 км/ч (на 7 км/ч больше ДН-9А). Испытания первого образца Р-1 породили сомнения у руководства ВВС в том, что Р-1 подобен ДН-9А. В специальном письме, направленном в июне 1923 г., Д. П. Григорович подтвердил, что Р-1 является фактически другим самолетом, и привел перечень существенных различий в конструкции. Так как испытания показали, что Р-1 получился ничуть не хуже ДН-9А, то с этим ВВС пришлось молчаливо согласиться.

Первые серии Р-1 выпускались с моторами «Либерти 12». Затем на них стали устанавливать моторы М-5. Их конструкцию по трофейному образцу со второй половины 1922 г. начал разрабатывать А. А. Бессонов. Серийно моторы строились на заводах № 2 в Москве и «Большевик» в Ленинграде.

На Р-1 № 2654 с целью проверки мотора был совершен перелет по маршруту Москва-Смоленск-Витебск-Ленинград и обратно. Еще одну проверку мотор М-5 прошел во время перелета Москва-Харьков-Киев-Гомель-Смоленск-Москва на другом Р-1. Его пилотировал Минаков.

Кроме Москвы, Р-1 строились серийно и на ГАЗ № 10 в Таганроге.

В 1925 г. ГАЗ № 1 начал выпускать Р-1 с мотором Сиддлей «Пума». Его конструкцию, а точнее, конструкцию мотоустановки с капотом, разработал вновь вернувшийся на завод в 1924 г. Н. Н. Поликарпов, сменивший перешедшего на ГАЗ № 3 (Ленинград) Д. П. Григоровича. Машина имела следующие обозначения: Р-11, Р-2, 2УС-1, но в документации чаще всего использовались Р-1СП или Р1-СП. ГАЗ № 1 выпустил три серии Р-1СП (№№ 2693–2822), всего 130 машин, из которых 86 в 1925/26 операционном году, а с 1928 г. вновь перешел на постройку Р-1 с М-5. Р-1СП в основном применялись в качестве учебно-тренировочных самолетов.

Для вооружения морских авиационных частей Н. Н. Поликарпов еще с конца 1924 г. начал работу по установке самолета Р-1 на деревянные поплавки. При этом учитывался положительный опыт создания в Англии аналогичных модификаций ДН-4, ДН-9. Однако Управление морской авиации в то время еще не имело твердого взгляда на использование поплавковых самолетов-разведчиков и делало ставку на летающие лодки. Поэтому официальное задание было выдано Н. Н. Поликарпову только в августе 1925 г., несмотря на то что постройка машины в инициативном порядке уже велась на ГАЗ № 1 с марта 1925 г. Самолет получил обозначение МР-1 (в заводской документации встречается и другое: МР-Л1). В конце сентября его постройка с заводским номером 2752 была завершена, и с 19 октября 1925 г. начались летные испытания на гидроаэродроме в Филях, которые проводил летчик В. Н. Филиппов. Они продолжились в Севастополе, так как река Москва уже покрылась льдом. В один из полетов в качестве пассажира отправился сам Н. Н. Поликарпов; на взлете при высоте волны 1,5 м шасси сломалось, самолет затонул, Филиппов и Поликарпов спаслись вплавь. В 1926 г. был построен второй экземпляр (№ 3020), в котором кроме усиленного поплавкового шасси (стойки из стальных труб диаметром 60 мм с дюралевыми обтекателями) было поставлено вертикальное оперение увеличенной площади. Осенью М. М. Громов поднял его в воздух. Этот экземпляр прошел испытания, и с 1927 г. началось его серийное производство на ГАЗ № 10 в Таганроге (в том же году завод получил другое обозначение — ГАЗ № 31). С 1927 по 1929 г. было построено 124 машины.

Два МР-1 постройки ГАЗ № 1 имели металлические поплавки конструкции немецкого инженера Мюнцеля.

Серийный самолет развивал у воды максимальную скорость 176,5 км/ч, достигал потолка 3650 м.

В материалах летных испытаний особо указывалось: «Чрезвычайная чувствительность конструкции к незначительным волнам на взлете и посадке заставляет сделать очень жесткие ограничения в инструкциях по производству полетов на гидросамолетах МР-1, считая его, безусловно, РЕЧНЫМ».

Несмотря на потребность, выпуск учебно-тренировочных Р-1 СП ограничивался наличием моторов, уже не выпускавшихся серийно. Был построен один Р-1 с мотором «Майбах», обозначаемый как Р-11 или 2УМ-2, не имевший, впрочем, большого успеха и оставшийся в единственном экземпляре.

В 1927 г. Н. Н. Поликарпов спроектировал еще одну учебно-тренировочную модификацию с мотором БМВ IV мощностью 230 л.с. Самолет обозначался как Р1-БМВМ или Р1-Б4. На испытаниях, которые проходили в первой половине 1928 г., несмотря на относительно небольшую мощность двигателя, Р1-БМВМ показал неплохие летные характеристики (максимальная скорость у земли при полетном весе 1757 кг достигала 176 км/ч, потолок — 5340 м) и был запущен в серийное производство на ГАЗ № 31.

Хотя машина полностью соответствовала своему назначению, ГАЗ № 31 построил за 1928/29 операционный год всего 83 экземпляра Р1-БМВМ, а затем в эту модификацию стали переделывать снимаемые с вооружения Р-1 с М-5 (около 130 шт.).