Завод № 39 берет начало от ремонтного завода «Авиаработник», образованного в 1921 г. и входящего в трест «Промвоздух» УВВС РККА. В 1927 г. он получил название авиационный завод № 39 им. В.Р. Менжинского. В начале 1930 г. завод № 39 перевели в авиапромышленность.
В декабре 1929 г. в Бутырской тюрьме из группы репрессированных конструкторов (всего около 20 человек) скомплектовали Особое конструкторское бюро (ОКБ) ОГПУ. В январе 1930 г. ОКБ ОГПУ разместили на территории завода № 39. Для ускорения работ ОКБ ОГПУ было расширено за счет привлечения вольнонаемных авиационных специалистов и стало называться ЦКБ-39 ОГПУ. Здесь под руководством «зеков» Н.Н. Поликарпова и Д.П. Григоровича были созданы истребители И-5, И-7 и опытный бомбардировщик ТБ-5. В июне 1931 г., после успешного испытания И-5, репрессированных конструкторов освободили, и некоторые из них перешли в ЦКБ ВАО.
В сентябре 1931 г. в единую летную станцию объединились: летная станция при отделе бывшего АГОС и летная станция ЦКБ ВАО. Руководство объединенной летной станцией поручили летчику-испытателю И.Ф. Козлову, а местом ее расположения стал ангар ЦАГИ.
В 1929 г. в южной части Центрального аэродрома имени М.В. Фрунзе (с 1923 по 1926 г. – имени Л.Д. Троцкого) был построен ангар ЦАГИ, в котором разместилась летная станция при отделе АГОС (с 1932 г. отдел эксплуатации, летных испытаний и доводок (ОЭЛИД) ЦАГИ, или 8‑й отдел ЦАГИ). Ныне этот ангар находится на территории ОАО «ОКБ Сухого».
В ноябре 1931 г. бывшие мастерские АГОС и мастерские (на Яузе) были реорганизованы в завод опытных конструкций (ЗОК), на котором сосредоточили производство опытных образцов. Директором ЗОК назначили А.А. Осипова.
Завод № 39 имени В.Р. Менжинского стал местом производства головных опытных серий, с переносом опыта их постройки на соответствующие серийные заводы. Директором завода № 39 был назначен Н.А. Клевцов.
Оба завода вошли в состав ЦКБ ЦАГИ.
В начале декабря 1931 г. начальник ЦАГИ Н.Е. Пауфлер принял решение организовать работу ЦКБ по бригадному принципу. При этом объекты, поручаемые бригадам для исполнения, прорабатывались этой бригадой от начала проектирования и вплоть до внесения изменений при серийной постройке. Начальник бригады полностью отвечал за порученные ему к исполнению самолеты.