Прежде чем было принято решение о том, какой истребитель должен прийти на смену И-3 на производственных линиях, в 1928 году в рамках экспериментального плана по созданию самолётов было решено построить И-5 с радиальным двигателем и смешанной конструкцией из дерева и металла для сравнения с полностью деревянным И-6. Хотя скорость была важным фактором, конструкторам нужно было учесть два фактора: во-первых, обеспечить максимальную манёвренность, а во-вторых, адаптировать истребитель к методам массового производства...

И-5 представлял собой одноместный однобалочный биплан со смещёнными крыльями в формате полубиплана. Внутри фюзеляж имел сварную трубчатую стальную конструкцию и внутренние расчалки, а также четыре лонжерона с стрингерами, придающими фюзеляжу обтекаемую форму. Лёгкие дюралюминиевые панели толщиной около 0,6 мм покрывали переднюю часть фюзеляжа до задней части кабины. Задняя часть фюзеляжа была обтянута тканью, а дюралюминиевые панели располагались под хвостовым оперением, чтобы обеспечить лёгкий доступ к амортизатору хвостового колеса...