伊-16-6型战斗机
1934年9月，改型后的TsKB-12bis被重新送回研究所，接受国家验收。改型后的TsKB-12bis不但解决了上述问题，而且时速可以达到437公里/小时，爬升速度也达到了2646英尺/分钟。因此，人民航空工业部授权优先生产伊-16-5型战斗机。但发动机频频出现的问题又让飞机的批量生产推迟了近一年。
1935年7月开始生产的伊-16-5型全部装备了M25发动机，安装了更加先进的ShKAS7.62毫米机枪（射速为1800发/分钟）以替换PV-1机枪，并可以挂载200公斤炸弹。尽管伊-16-5型在飞行速度和爬升方面有优势，但它对飞行员的操作灵敏性要求很高，而纵向稳定性却不太好，飞机在滑翔时接近失速状态，爬升或翻转时，发动机还会发生剧烈震动。
部分伊-16-5型安装了短波RSI-3无线电接收装置，其特征是位于垂直尾翼顶端的小型天线。RSI-3带有接收器和发射装置。通常来说，一个飞行编队只有队长的座机同时装有接收和发射装置，其余的只装其中一种。
直到1937年末被淘汰之前，伊-16-5型共生产了2200多架。
