Одноместные машины
И-16 М-58
Вариант И-16 (вероятно, сходный с типом 5) под двигатель М-58 уменьшенного по сравнению с М-25 диаметром. Проектная скорость 470 км/ч.
И-16 «Сталинское задание»
Облегчённый И-16 для пилотажной группы с двигателем «Райт-Циклон» F-3. В общем конструкция соответствовала третьей опытной машине. Пять самолетов изготовлено на авиазаводе №39 в марте 1935 года.
И-16 №4211
И-16 тип 4, использовавшийся в конце 1934 года для проведения испытаний нового механизма уборки шасси на авиационном заводе №21, город Горький (в настоящее время — Нижний Новгород). Впоследствии таким шасси стали оснащать все вновь выпускаемые И-16.