Вынужденное стремление советской авиапромышленности к экономии металла стало причиной появления Чайки с деревянным фюзеляжем. В самолете, получившем обозначение И-153УД (в некоторых документе обозначался - И-153У.Д.), хвостовую части фюзеляжа начиная от 3-й рамы изготовили в виде деревянного монокока. Конструкция считалась хорошо освоенной промышленностью и применялась в И-16. Деревянный фрагмент оказался тяжелее металлического с полотняной обшивкой на 8,4 кг, а по обводам они были абсолютно идентичены.
Испытания И-153УД проходили с 30 сентября по 5 октября 1940 г., летал П.Е.Логинов. В целом эти испытания прошли успешно, однако воплощения в серии машина И-153УД не нашла в связи с прекращением постройки базовой модели.
