Вариант И-16 тип 10 с еще более мощным вооружением. Крыльевые пулеметы ШКАС заменены автоматическими пушками ШВАК калибра 20-мм с боекомплектом по 150 снарядов на пушку, который частично размещался в фюзеляже. Фюзеляжные синхропулеметы остались. Уста­новка пушек привела к увеличению массы машины почти на 100 кг и соответствующему снижению летных данных.

Поэто­му, хотя тип 17 сохранил возможность ведения воздушных боев, его в основном использовали как штурмовик против наземных целей. Впервые в этом качестве он был применен на Халхин-Голе в июле 1939 года. Пушки ШВАК оказались весьма эффективными против автомашин, броневиков и легких танков. В дальнейшем И-16 П участвовали в войне с Финляндией и в начальном этапе Великой Отечественной войны. Модификация выпускалась только в 1939 году, всего построено 314 самолетов.

 И-16 тип 18

Появление в 1937 году мотора М-62 (дальнейшее развитие М-25 с увели­ченной мощностью и высотностью) по­влекло за собой создание истребителя И-16 тип 18, оснащенного этим мото­ром. Поскольку форма и габариты нового двигателя не отличались от предыдущего, внешне тип 18 был почти идентичен типу 10. Единственные отличия - появление небольшого воздухозаборника скоростного напора карбюратора наверху лобовой панели капота и выемок под убирающиеся лыжи в нижних боковых панелях капота в месте сопряжения фюзеляжа с крылом.

Не менее важным, хотя и незаметным снаружи нововведением стала установка на бензобаке резинового протектора, предохранявшего от вытекания топлива при пулевых прострелах. Тип 18 был запущен в серию летом 1939-го, но выпускался недолго, так как в том же году его сменила следую­щая модификация - тип 24. Построено 177 экземпляров.

И-16 тип 24

За счет увеличения степени сжатия мощ­ность мотора М-62 удалось повысить до 900 л.с. Новую модификацию назвали М-63 и установили на И-16, так поя­вился тип 24. Помимо силовой установки, он отличался от предшественников винтом изменяемого шага АВ-1, для которого был сделан увеличенный кок, измененной конструкцией шасси с улучшенной амор­тизацией и наличием механизма ручного запуска двигателя с помощью заводной рукоятки.

Кроме того, на хвостовом костыле укрепили небольшое колесико, а за кабиной оборудовали отсек для радиостанции, хотя на большинстве машин она отсутствовала. Также появилась возможность установки фотокинопулемета на закабинном гаргроте и подвесных баков под крылом. Тип 24 строился в 1939-1941 го­дах и активно применялся в Великой Отечественной войне. Всего выпущено 934 штуки.