该型飞机是苏联第一种悬臂式下单翼，可收放起落架的战斗机。原型机TsKB-12于1933年开始设计。总设计师为波利卡波夫。初期飞机装M-22发动机。飞机试飞后，波利卡波夫认为M-22发动机功率偏小，决定换装M-25发动机，即改型为TsKB-12bis型。在12bis接近设计完成时，以I-16-4型的编号投入批量生产。

波利卡波夫

1935年7月，装M-25发动机和ShKAS机枪的5型开始生产，产量约1500架。在1935-1937年间5型是当时世界上飞得最快的战斗机，在西班牙内战时性能明显优于叛军的菲亚特CR-32双翼战斗机。到1941年6月22日卫国战争开始时，苏军第一线作战飞机中还有大量5型。和5型同时生产的6型缩小了背部的背脊，改善飞行员的后方视野。

伊16/5型

伊16/6型

1937年底，10型开始生产。10型在机头增加两挺ShKAS机枪，在飞行员座位后背增加8mm厚的装甲板，可以抵御12.7mm机枪的攻击，使用功率更大的M-25V发动机。作为战斗机，10型一直使用到1943年，部分10型改为联络机或高速侦察机(在右翼尖加装照相机)，使用到1944年。

伊16/10型

1938年生产的I-16是17型，基本和10型一样。1939年换装功率更大的1000HP的M62发动机，称为27型。17/27型一共生产1184架。

伊16/17型

1939年投产的24型和1940年投产的29型装备1100HP的M-63发动机，24型的航速达到470KM/H。29型是I-16的最后型别，主要是将1940年研制成功的12.7mmUB重机枪换调换24型的7.62mm机枪。24型和29型在1940年-1941年战争爆发前曾大批生产。

伊16/24型

从17型开始有部分飞机装备20mm机关炮，在卫国战争初期，装20mm机炮的I-16在IL-2强击机未大批装备部队前，在攻击地面德军行军纵队和装甲目标时充作强击机使用。绝大部分I-16都可以在机翼下携带4-6枚火箭弹。

伊16/29型

性能数据

乘员：1人

机长：5.99米（5/6型）/6.07米（10型及以后各型）

翼展：9米

机高：2.56米

空重：1,350千克

最大起飞重量：1,715千克

发动机：M-25发动机（775马力）×1

最大飞行速度：440千米/时

升限：8270米

最大航程：810千米

武器：两挺（5/6型）或四挺7.62毫米口径施卡斯机枪（10型/24型），或两挺7.62毫米口径施卡斯机枪和两门20毫米口径施瓦克机炮（17型），并可选择携带RS-82火箭8枚。

I16-10型，白色91号，尼古拉·伊格纳蒂耶夫上尉，加里宁方面军，728战斗机团，1942-43年冬。

I16-10型，伊万·拉基夫少将，库班方面军，235战斗机师，1941年底。

I16-17型，白色28号，米哈伊尔·瓦西里耶夫上尉，第4战斗机师，波罗的海舰队航空兵，诺瓦亚·拉多加，1942年春。

I16-24型，红色1号，尼古拉·捷廖欣上尉，西方面军，161战斗机团，1941年夏。

I16-24型，白色13号，瓦西里·戈卢别夫上尉，第7战斗机团，列宁格勒方面军，1941年夏。

I16-24型，白色16号，安东尼·洛马金上尉，第21战斗机团，列宁格勒方面军波罗的海战线方向，1942-43年。

I16-10型，白色23号，列昂尼德·加尔琴科上尉，145战斗机团，维佳，1941年夏。

I16-24型，红色21号，根纳季·托科拉耶夫上尉，近卫第4战斗机团，列宁格勒方面军波罗的海舰队航空兵， 1942年2月。

I16-24型，白色27号，克里切夫斯基中尉，254战斗机团，布多戈希，近列宁格勒，1943年。

I16-24型，红色34号，格里高利·古里亚诺夫准尉，第4近卫战斗机团，列宁格勒方面军波罗的海舰队航空兵，1942年春。

I16-24型，波罗的海舰队航空兵，第13独立战斗机团，1940年夏。

I16-24型，白色11号，波利斯·萨福诺夫上尉，第72混成航空兵团，北方舰队航空兵，维佳，1941年夏。

I16-24型，白色13号，S·苏利延科高级准尉，第72混成航空兵团，北方舰队航空兵，维佳，1941年夏。

I16-29型，红色5号，彼得·布林科上尉，第13战斗机团，列宁格勒方面军波罗的海舰队航空兵，1941年夏。