И-16 тип 29 с двигателем М-63
И-16 тип 29 стал последней модификацией истребителя. Изменен состав вооружения – крыльевые пулеметы отсутствуют, в нижней части фюзеляжа установлен пулемет БС калибра 12,7 мм. Маслорадиатор перенесен в развал цилиндров № 4 и № 5, воздухозаборник маслорадиатора также перенесен. Некоторые истребители И-16 тип 29 вообще не имели отдельного воздухозаборника маслорадиатора – воздух к нему подводился от системы охлаждения двигателя. Высота стоек основных опор шасси увеличена на 32 м. соответствующим образом доработаны ниши шасси – расстояние между вертикальной осью самолета и центрами дисков колес в убранном положении увеличено с 380 мм до 421 мм. Часть самолетов оснащалась радиостанциями, мачта крепления натяжной радиоантенны устанавливалась на капоте двигателя по правому борту. Диаметр воздушного винта уменьшен до 2,7 м.
На самолетах И-16 типов 18, 24, 27, 28 и 29 предусматривалась возможность подвески реактивных снарядов РС-82 и дополнительных одноразовых топливных баков. Поверхность обшивки нижней части крыла в месте установки пусковых направляющих для PC зашивалась дюралюминиевыми листами, дюралюминием обшивалась и часть поверхности элеронов, которая находилась в зоне попадания струй раскаленных газов работающих двигателей PC.