I-16 Typ 5 był drugą seryjną modyfikacją myśliwca zaprojektowanego przez N.N. Polikarpowa. Mocniejszy silnik M-25 został zainstalowany w zmodyfikowanej osłonie z ulepszoną aerodynamiką, co zwiększyło prędkość do 450 km/h, czyniąc I-16 najszybszym samolotem produkcyjnym swoich czasów. Podczas masowej produkcji w latach 1935-1938 zbudowano ponad 2200 samolotów. Biorąc pod uwagę doświadczenia bojowe i operacyjne, I-16 Type 5 został ulepszony podczas produkcji, wprowadzając wzmocnione skrzydło, większe koła i chłodnicę oleju. Ze względu na problemy z zamkniętym kokpitem, wprowadzono kokpit typu otwartego. I-16 Typ 5 był szeroko wykorzystywany w hiszpańskiej wojnie domowej w latach 1936-39, w wojnie japońsko-chińskiej w latach 1937-45, w konflikcie nad jeziorem Khasan w 1938 roku, w konflikcie nad Chalkhin-Gol w 1939 roku i w wojnie sowiecko-fińskiej w latach 1939-40. I-16 typu 5 brał udział w II wojnie światowej do 1943 r. głównie jako lekki samolot szturmowy, dla którego uzbrojenie zwiększono o cztery do sześciu 82-mm niekierowanych wyrzutni rakiet.