Az I-16 Type 5 az N.N. Polikarpov által tervezett vadászgép második sorozatváltozata volt. Egy erősebb M-25-ös hajtóművet építettek be egy módosított motorháztetőbe, amelynek javított aerodinamikája 450 km/h-ra növelte a sebességet, így az I-16-os a kor leggyorsabb sorozatgyártású repülőgépe lett. Az 1935-1938-as tömeggyártás során több mint 2200 gépet gyártottak. A harci és üzemeltetési tapasztalatokat figyelembe véve az I-16 Type 5-öt a gyártás során továbbfejlesztették, megerősített szárnyat, nagyobb kerekeket és olajhűtőt vezetve be. A zárt pilótafülkével kapcsolatos problémák miatt nyitott típusú pilótafülkét vezettek be. Az I-16 5-ös típust széles körben alkalmazták az 1936-39-es spanyol polgárháborúban, az 1937-45-ös japán-kínai háborúban, az 1938-as Khasan-tavi konfliktusban, az 1939-es Khalkhin-Gol konfliktusban és az 1939-40-es szovjet-finn háborúban. Az I-16 5-ös típus 1943-ig elsősorban könnyű támadógépként vett részt a II. világháborúban, amelyhez a fegyverzetet négy-hat 82 mm-es irányítatlan rak