В 1936 г. истребитель И-16 имел отличную репутацию. Основные дефекты самолета уже устранили, серийное производство на заводе № 21 вошло в ритм, а в 1937 г. инженеры рассчитывали получить на самолете скорость 520 км/ч. Неудивительно, что появилась идея начать производство истребителей данного типа еще на одном заводе.
В качестве второго места выпуска И-16 был выбран Новосибирск, где находился недавно построенный авиационный завод № 153. В 1937 г. завод в Новосибирске собрал первые 27 самолетов И-16 тип 5, но только пять из них прошли военную приемку. Завод еще окончательно не ввели в строй, поэтому весь 1937 г. одновременно продолжались ввод производственных мощностей и освоение серийного выпуска И-16. Делать два дела в одно время — непросто, поэтому завод построил всего 105 самолетов, половину от запланированного на 1937 г. количества.
В 1938 г. завод приступил к постройке истребителя И-220 конструкции Сильванского. Как уже отмечалось выше, И-220 представлял собой И-16 с двигателем М-88. Самолет не удался, он фактически не мог оторваться от земли. В 1938 г. завод № 153 построил 264 истребителя И-16, в том числе 55 И-16 тип 5. В 1940 г. Новосибирск по первоначальному плану должен был дать 500 самолетов И-16 тип 24, однако завод изготовил 503 двухместных УТИ-4. В 1941 г. было сдано 404 УТИ-4 и 19 одноместных истребителей И-16 тип 24. Начиная со второй половины 1941 г. завод полностью перешел на выпуск истребителей ЛаГГ-3 и Як-7Б, до конца года было построено 265 ЛаГГ-3 и 21 Як-7Б.
Завод № 458 стал третьим и последним предприятием, освоившим выпуск самолетов И-16, точнее — двухместной модификации УТИ-4. С принятием в 1939 г. на высшем уровне решения о расширения авиационного производства в систему НКАП передали ряд заводов из других наркоматов, в число которых попал и автомобильный завод в Ростове-на-Дону. Ранее предприятие собирало грузовики ГАЗ грузоподъемностью 1,5 т. В 1940 г. в Ростове собрали 20 250 полуторок ГАЗ-АА и ГАЗ-ММ. Цифры дают представления о масштабах производства и возможностях завода. В том же году ростовский завод получил с завода № 21 комплект конструкторско-технологической документации и готовые узлы и агрегаты для сборки 30 УТИ-4.
Выпуск самолетов начался на Кубани в марте 1941 г. Фюзеляжи поставлял находившийся здесь же, в Ростове, завод имени Урицкого, шасси — завод № 457 из Запорожья. После начала Великой Отечественной войны завод № 458 эвакуировали в Баку, где сборка УТИ-4 возобновилась. К этому времени завод собрал 310 УТИ-4. До конца 1941 г. были выпущены еще 46 двухместных учебно-тренировочных истребителя УТИ-4Б.