При установке четырех пулеметов ШКАС, теоретическая скорострельность которых составляла 1800 выстрелов в минуту, истребитель мог выстреливать 120 пуль в секунду[Государственное учреждение Центральный архив Нижегородской области (далее ГУ ЦАНО). Ф. 2066. Оп. 6. Д. 115. Л. 1–18.]. Правда, первые ЦКБ-12 вооружались только двумя пулеметами. Выпуск ШКАСов непрерывно нарастал: если в 1933 году их полукустарным способом собрали 365 штук, то в 1934 году – уже 2476 штук.

В июле 1933 года бригада Поликарпова подготовила второй эскизный проект будущего самолета, на котором и базировались при дальнейшей работе. В августе началась постройка деревянного макета ЦКБ-12, который был готов в ноябре 1933 года. Кстати, вопреки расхожему мнению, будущий И-16 отнюдь не был «детищем короля истребителей». Над машиной работал заместитель Поликарпова по бригаде № 2 Дмитрий Томашевич, а также целая группа специалистов. В Советском Союзе вообще любили приписывать коллективные труды одному человеку – «гению»: автомат АК-47 – Калашникову, танк Т-34 – Кошкину, водородную бомбу – Сахарову и т. д.

В это время в стране полным ходом шла индустриализация, вводились в строй все новые и новые военные предприятия, в том числе авиационные. Поставив цель избавиться, как сейчас говорят, от «импортозависимости», руководство страны требовало в кратчайшие сроки освоить производство самых разных типов самолетов – от скоростных истребителей до четырехмоторных бомбардировщиков. В Казани в составе строившегося в городе авиационного комбината («Казмашстрой») было начато создание завода, позднее получившего название авиазавод № 124 имени Серго Орджоникидзе. В Сибири недавно введенный в строй Иркутский авиационный завод № 125 осваивал выпуск истребителя И-14. На юге страны Таганрогский авиазавод № 31 (бывший аэропланный завод) заканчивал предсерийные испытания летающей лодки МБР-2.

Однако особого выбора у военных, осматривавших самолет, все же не было, поэтому уже 22 ноября 1933 года Совет труда и обороны СССР недолго думая принял решение о запуске истребителя в серийное производство[Маслов М. Истребитель И-16. М.: Экспринт, 2005. С. 3.].

К концу года были изготовлены два экземпляра самолета, внешне отличавшиеся друг от друга в основном винтами: на одном двух-, на другом – трехлопастный. На самом деле на одном стоял двигатель М-22 мощностью 480 л. с., на втором – более новый американский мотор Wright Cyclone R-1820-F2, выдававший 712 «лошадей». Поскольку конструкция шасси еще была не доведена, а на дворе все равно стояла зима, оба ЦКБ-12 оснастили неубирающимися лыжами. Именно в таком виде будущую знаменитую машину увидел на заснеженном аэродроме авиазавода № 39 летчик Валерий Чкалов 30 декабря.

Чкалову ЦКБ-12 не понравился, он сказал, что истребитель оказался сложным и непривычным в пилотировании[Маслов М. Истребитель И-16. М.: Экспринт, 2005. С. 4.].

В феврале 1934 года начались уже государственные испытания самолета, получившего обозначение И-16, которые проводили известные летчики-испытатели Василий Степанчонок[Родился 4 апреля 1901 года. Окончил Егорьевскую военно-теоретическую школу летчиков, Борисоглебскую школу военных летчиков, Серпуховскую высшую авиационную школу стрельбы, бомбометания и воздушного боя (1926). С 1926 года летчик-инструктор, командир звена Качинской школы военных летчиков. Положил начало внедрению высшего пилотажа в практику планерных полетов. С 1931 года на летно-испытательной работе в НИИ ВВС. Проводил заводские и государственные испытания разных типов истребителей, в том числе участвовал в испытании так называемого «звена Вахмистрова». Погиб 5 апреля 1943 года при испытании самолета И-185.], Валерий Чкалов и Владимир Коккинаки[Родился 26 февраля 1910 года в г. Новороссийск в семье понтийских греков. Работал грузчиком в порту, матросом, матросом-спасателем. В Красной армии с января 1930 года. Окончил Сталинградскую военную авиационную школу летчиков в 1932 году. С 1936 по 1939 год – летчик-испытатель военной приемки авиазавода № 1, где испытывал серийные самолеты Р-5, Р-7, ДИ-6, И-15бис, И-153.