Окраска, нанесение знаков и надписей
В главе «Техническое описание» кратко перечислен порядок подготовки фюзеляжа к покраске. Последней операцией при этом являлось покрытие нитролаком АПЛ серебристого цвета. Отъемные части крыльев в сборе с элеронами, вертикальное и горизонтальное оперение па сборку обычно попадали уже окрашенными в защитные цвета. Капоты, лючки и обтекатели как правило на этом этапе не красились. Самолет ы, собранные из таких разноцветных частей представляли из себя весьма пестрое зрелище - в этом виде они обычно и отправлялись в первый полет. После облета летчиком-сдатчиком и устранения отмеченных последним неисправностей и недостатков, новоиспеченный истребитель загонялся в малярку, где красился к стандартный темно-зеленый цвет сверху и светло-голубой снизу. Летом 1937 гола совместными решениями ГУАП и ВИЛМ было решено красить самолеты с монококовыми фюзеляжами полностью н матовый серебристый цвет. И действительно, такие И- 16 впоследствии встречались, однако большая часть по прежнему красилась темно-зеленой краской, теперь уже матовом. В последнем случае брюхо могло быть и серебристым.
Красные пятиконечные звезды наносились на верхнюю и нижнюю поверхность крыльев и борт фюзеляжа. Звезды встречались в основном двух типов блеклые без всякой окантовки и звезды в черной окантовке. Портовые номера для машин, базирующихся па территории Союза, наносились обычно на руле поворота, единого стандарта не было, поэтому качество прорисовки цифр зависело от вкуса и добросовестности командования части. После «испанской» войны номера часто стали наносить в виде огромных двузначных белых цифр па борту фюзеляжа в районе козырька кабины. Пилоты, прошедшие Испанию. утверждали, что такие номера хорошо заметны в воздухе и всегда помогают определить товарища в бою. Правилом это, к сожалению, не стало.
Эксплуатационной надписью на И-16 долгое время была одна — небольшая надпись «Брать здесь». нанесенная над красной чертой, опоясывающей низ фюзеляжа в районе 9-й рамы. Именно по центру этой красной черты следовало устанавливать брезентовый ремень для подъема хвоста самолета. С появлением подвесных баков прибавилась еще одна надпись — прямо на лобовой части бака, напротив дренажной трубки — «Перед вылетом снять колпачок». Серийные номера с высотой цифр 20-25 мм наносились следующим образом. Против номера на киле имелся номер на руле поворота, против номера на стабилизаторе — номер на руле высоты, против номера на крыле — номер на элероне.
Подбитый И-16 тип 5 летом 1941 года. Верх киля с "пилоткой" голубого или желтого цвета. (V.Koos) 
Destroyed I-16 type 5 in summer 1941 The fin tip is lignt blue or yellow
И-16 с бортовым номером -96-. Период Великой Отечественной войны. 
I-16 type 24 «96» during Great Patriotic war.
Вид на концевую часть крыла И-16 с двигателем М-22 производства московского авиазавода № 39. Элерон отсоединен. Виден серийный номер 123941. На переднем плане видны факелодержатели — пиротехнические устройства зажигающиеся при посадке в темное время. 
I-16 wingtip with aileron removec. Note the flare holders. When fired they provided necessary lighting for night landing.
И-16 с капотами черного цвета. 
I-16 with black engine cowlings.
И-16 постройки авиазавода №39 в Москве имели капоты черного цвета. Такая вольность завода поначалу вызывала недовольство армейских чинов, однако впоследствии красили капоты двигателей в некоторых частях и самостоятельно. Среди необычных окрасок наиболее впечатляющими были конечно же самолеты из состава «красных пятерок». Встречались среди них и чисто красные И -16, и двухцветные серебристо-красные. Пилотажная группа героя испанских событий Анатолия Серова имела на нижней поверхности каждого самолета по одной огромной букве белою цвета. В полете сомкнутые самолеты составляли хорошо читаемую с земли надпись «ЛЕНИН». Перед войной пилотажные пятерки имелись во многих военных округах, установить все подробности их окрашивания конечно сегодня маловероятно. Пришлось парадным машинам и повоевать в первый период войны, существует достаточное количество устных свидетельств об участии в боевых действиях летом 1941 года И-16 красного цвета. Бывали случаи, достойные и более подробного описания. Так, в конце 1941 года для обороны города Сталинграда с воздуха из личного состава Сталинградской и Борисоглебской летных школ была образована 102-я авиадивизия ПВО. Самолеты для двух полков дивизии — 625 и 629-го собирали, что называется. с бору по сосенке - в основном эго были И -16 и И-153. По воспоминаниям бывшего пилота 629-го ИЛИ Александра Попова, ему достался «ишачок» 10-го типа с цифрой «9» на руле поворота. Каково же было удивление сержанта Попова, когда пол ободранной защитной окраской он обнаружил, что самолет ранее был окрашен в красный цвет. Заглянув в формуляр самолета, молодой летчик обнаружил, что ему досталась машина, принадлежавшая ранее Анатолию Серову. На этом И-16, который до войны Серов водил над Красной площадью, летчик Попов 23 июля 1941 гола на подступах к Сталинграду таранил немецкий бомбардировщик До-215.
Иностранные опознавательные знаки на И-16 появились впервые осенью 1936 года — это были опознавательные знаки ВВС республиканской Испании. Концевые части крыльев при этом окрашивались в красный цвет, широкая красная полоса «обнимала» фюзеляж, руль поворота делили между собой три цвета — красный, оранжевый и фиолетовый. Бортовые номера белою или черною цвета. Именно на И-16 в Испании были впервые нарисованы забавные рисунки, ставшие столь популярными на бортах самолетов периода Второй мировой войны. Такие рисунки стали рисовать некоторые испанские летчики и скоро они стали отличительными знаками эскадрилий. Наиболее известный такой рисунок несли на своих килях «Моски» эскадрильи №4. которой командовал Антонио Ариас. Это было изображение веселого морячка Папайя, силача и любителя шпината, героя известного довоенного диснеевского мультфильма. Другими известными рисунками были: костяшка домино «дубль шесть», хромоногий пеликан, «пупсик».
Осенью 1937 года И-16, отправленные в Китай, в качестве опознавательных знаков получили бело-синие многолучевые звезды на крылья и полосатые рули поворота.
Б. Сафонов у своего И-16 тип 24, борт, номер -11». 
Boris Safonov in front of his «11» I-16 type 24.
Капитан Максимович вывозит молодого летчика (ГП). 
Captain Maximovich giving a training flight to a young pilot.
На Халхин-Голе краснозвездные «ишачки» в дополнение к стандартным советским опознавательным знакам получили для улучшения опознавания в воздухе поперечные белые полосы на фюзеляже. Тогда же многие соединения для опознавания в воздухе стали красить в разный цвет коки воздушных пиитов и верхушки вертикального оперения («пилотки»).
Вплоть до 1941 года камуфлирование на И-16 не применялось. Исключением, пожалуй, можно назвать окраску с применением мелких пятен, которая появилась на отдельных машинах сначала в Испании, а впоследствии и на Халхин-Голе. Метод этот был позаимствован у итальянцев но время испанской войны и широко применялся в тяжелое лето 1941 года.
В июне 1941 года была принята новая система окраски и обозначения советских самолетов. Вводился двухцветный черно-зеленый камуфляж, звезды наносились только на нижней поверхности крыльев, в дополнение к звездам на фюзеляже должны были отныне иметься таковые и на вертикальном оперении. На дележе многие «ишачки» воевали летом 1941 года в том виде, в каком их застала война. Каких-то особенных рисунков на И-16 в предвоенный период не было, иногда встречались знаки в виде легной эмблемы, но чаще всего это были столь распространенные и любимые в ВВС РККА всевозможные ломаные стрелы. Обычно таким образом в частях выделялись машины командиров соединений (эскадрилий, полков). В войну эта традиция постепенно сошла на пет, встречалась чаше в тылу. Так до 1942 года дожил «ишачок» командира уже упомянутой 102 НАД ПВО Ивана Красноюрчснко. На борту' его верного боевого друга как раз была такая ломаная стрела. В дополнение к последней на киле имелась нарисованная звезда Героя Советского Союза — точная копия той, что получил Красноюрченко за Хал хин-Гол.
А вообще в 1941 году летчики красоваться не любили. В условиях немецкого превосходства в воздухе всякий нестандартно окрашенный самолет подвергался особо ожесточенным атакам и риск быть сбитым многократно увеличивался. Хотя бывали и прямо противоположные примеры. Комэск 72-го смешанного полка старший лейтенант Борис Сафонов летал на И-16 с надписями «За Сталина» и «Смерть фашистам» и имел при этом самые высокие па севере результаты побед. Под стать Сафонову был и сержант Сурженко — на его «ишачке» была надпись «ЗА СССР» и «ЗА ВКПб».
В первые два года войны летчики ленинградского фронта могли встретиться в воздухе и с вражеским «ишачком», имеющим в качестве опознавательных знаков финские свастики.Один И-16 тип 18 достался финнам еще в 1940 году. Машина после вынужденной посадки была отремонтирована и доведена до летного состояния. Использовать этот самолет финской стороне однако нс пришлось, ибо в начале 1941 года они его отдали немцам. В период Великой Отечественной войны финнам досталось еще пять аварийных «ишачков» и один УТИ-4. До летного состояния был доведен один И-16 тип 5 и один УТИ-4. И-16 эксплуатировался до 1943 года. УТИ-4 сохранился до наших дней и является ценным экспонатом музея финских ВВС.
Капитан А.Сапожников. На борту И-16 изображена ломаная стрела. Период Великой Отечественной войны, юго-восточнее Новороссийска (РГАКФД). 
Ccotain Sapozhnikov in front of his I-16. Great Patriotic war. south-west cf Novorossiysk.
И-16 тип 4 в авиационной школе (РГАКФД). 
fhe I-16 in the flignt school.
И-16 №123954 ставший прототипом для всех первых серий И-16 тип 5. 
This I-16 ser. 123954 became a prototype for early serial I-16 type 5
