Вскоре был готов и второй истребитель горьковского производства. Однако первые машины оказались сырыми и в ходе продолжавшихся испытаний быстро вышли из строя. 6 ноября старший военпред авиазавода № 21 Жуков и начальник ОТК Ерохин составили акт о выявленных неисправностях. На первом И-16 было выявлено 63 дефекта, в том числе побитые стекла, нехватка ряда деталей, трещины, тугой ход колеса и т. д. На втором экземпляре дефектов обнаружилось немного меньше – 54, в том числе
20 ноября на заводском аэродроме из-за отказа механизма шасси совершил вынужденную посадку, как тогда писали, «на пузо» И-16, который пилотировал летчик-испытатель Павлушев. Согласно показаниям пилота, взлет он произвел в 15.40, затем после 20 минут полета стал заходить на посадку. Однако колеса не вышли. Тогда Павлушев снова набрал высоту и стал проделывать различные фигуры: вираж, горка, тряска, но ничто не помогло. Между тем погода в районе аэродрома резко ухудшилась, надвигалась облачность, а видимость сократилась до 500 м. Летчику ничего не оставалось, как идти на вынужденную посадку. В 16.25 И-16 коснулся фюзеляжем земли, пропахал «брюхом» около 60 м, после чего остановился. Официальной причиной происшествия была признана
Этот случай не был единственным, за три дня до этого на заводском аэродроме совершил вынужденную посадку «на брюхо» еще один И-16 № 21366[Первоначально заводские номера И-16 означали: номер завода – порядковый номер выпущенной машины. В данном случае 366-й истребитель завода № 21.], который пилотировал летчик Т.С. Жуков. Всего же группа испытателей авиазавода № 21 насчитывала к тому времени семь человек. Кроме упомянутых выше Павлушева и Жукова в нее входили И.Ф. Квасов, Л.М. Максимов, Ф.Ф. Меч, В.Б. Иншаков и Н.Г. Алифанов[
Сроки и планы, поставленные ГУАП для авиазавода имени Енукидзе, оказались нереальными. Сказывалась острая нехватка рабочей силы. Недобор технических рабочих к концу 1934 года составлял 825 человек, ИТР около 100 человек[ГУ ЦАНО. Ф. 2066. Оп. 9. Д. 51. Л. 88.]. В итоге вместо 225 планируемых был изготовлен 41 самолет И-16.
Согласно акту от 6 декабря 1934 года военпред завода Жуков отклонил приемку пяти самолетов на основании длинного перечня дефектов. Для примера можно взять дефектную ведомость на самолет № 42114:
Еще 50 экземпляров с серийными номерами с № 123901 по 123950 были собраны на московском авиазаводе № 39. Цифра 12 при этом означала первоначальное наименование прототипа (ЦКБ-12), 39 – номер завода, а дальше порядковые номера машин в серии. 39-й завод по сути своей не был предназначен для массового производства, его роль состояла в доведении опытных конструкций приданного Центрального конструкторского бюро и подготовке серийного выпуска. Он был своего рода флагманом авиационной промышленности, будучи укомплектованным лучшими кадрами и оборудованием. Поэтому после выпуска этой партии из 50 штук производство И-16 в Москве было свернуто[В 1935–1936 годах авиазавод № 39 штучным порядком собрал еще восемь И-16 (по четыре экземпляра ежегодно). Все они были опытными и экспериментальными модификациями и не предназначались для поставок в войска.].
В сталинское время принятие на вооружение и массовое производство тех или иных видов оружия нередко зависело от личных указаний диктатора.
В конце 1934 года настала пора «презентовать» новинку авиапрома товарищу Сталину. В один из ноябрьских дней на Ходынское поле, где проводились испытания И-16, приехали правительственные автомобили, из которых вышли Сталин, нарком тяжелой промышленности Серго Орджоникидзе, нарком пищевой промышленности Анастас Микоян, председатель Комиссии партийного контроля при ЦК ВКП(б) Лазарь Каганович и др.