И-16 стал на заводе №21 четвертым типом выпускаемой продукции после И-5, ХАИ-1. И-14. Первые самолеты, оснащенные двигателями М-22 получили таким образом обозначение — тип 4. Эти машины выпускались заводом в течении всего 1935 года. В общей сложности, вместе с выпущенными однотипными И-16 на московском авиазаводе, суммарное количество истребителей, оснащенных М-22, составило 400 экземпляров.
Тип 4 не применялся в «командировках» — Испании и Китае — однако оставался в небольших количествах в строевых частях и летных школах к моменту нападения Германии на Советский Союз. Вполне возможно поэтому, что отдельные экземпляры И-16 тип 4 принимали участие в боевых действиях летом 1941 года.
И-16, выпускаемые авиазаводом №39. имели обозначение в соответствии с порядковым номером ЦКБ. В течении 1934 года здесь выпустили 50 самолетов И-16. имеющих серийные номера с №123901 по №123950 (что означало - ЦКБ-12 выпуска завода №39 номер такой-то). В 1935-36 годах московский завод выпустил еще 8 машин (по четыре экземпляра ежегодно), закончив на №123958. Конечно все эти И-16 вовсе не являлись дублированием опытной машины М-22. Более того, в это количество входили и опытные самолеты, которые разрабатывались в бригаде Поликарпова. Вошла сюда и специальная пятерка И-16. предназначенная для группового пилотирования.
В течение всего года, когда велись первые испытания истребителя, а заводы готовились к его серийному производству, слух о И-16 перелетал из кабинета в кабинет руководителей промышленности и государства, поднимаясь все выше. Обратил внимание на новый самолет и сам Иосиф Сталин. Однажды в ноябре 1934 года (произошло это по воспоминаниям летчика и конструктора Владимира Шевченко после того, как выпавший первый ноябрьский снег внезапно растаял) на Ходынку прибыли роскошные правительственные автомобили. Приехали Сталин, Орджоникидзе, Каганович. Микоян и другие партийные руководители. Интересовались И-16. В самолет сел Чкалов и от души открутил весь пилотаж перед правительственной делегацией. Когда пришло время приземляться, капризное шасси как обычно застряло на выходе. Чкалов, уже неоднократно проделывая это ранее, дожал шасси перегрузкой, крутанув несколько эффектных «мертвых» петель. Последнее особенно понравилось Сталину — после приземления он пожелал познакомиться с отважным пилотом. Опрашивая других присутствующих летчиков завода и И И И ВВС, вождь интересовался их мнением о новом истребителе. Нужно отметить, что к тому времени офиииально и неофициально И-16 опробовали в воздухе человек двадцать.