Последней модификации стал И-16, обозначенной как тип 29. 29-й тип стал воплощением работ по стрелковому вооружению, проведенных в 1939 году. Установлен крупнокалиберный пулемет БС (Березина синхронный) калибра 12,7 мм в нижней части фюзеляжа, в пространстве между нишами шасси, крыльевое вооружение отсутствует. Маслорадиатор перенесен в пространство между четвертым и пятым цилиндром мотора. Подводящий патрубок маслорадиатора перенесен соответственно в пространство между окнами этих цилиндров. Часть И-16 тип 29 не имела патрубка, подвод воздуха осуществлялся через прорезные жалюзи. В связи с переносом маслорадиатора снят ручной запуск мотора РИ. Высота шасси уменьшена на 32 мм. Ниши шасси раздвинулись - расстояние от вертикальной оси до оси колес в убранном положении увеличилось с 380 до 421 мм. Пространство между нишами шасси закрыто съемным обтекателем, отчего тип 29 слегка снизу пополнел. В связи с перечисленными переделками, изменилась обшивка центроплана. Радиофицированные самолеты имели мачтовую антенну, установленную на правой части капота. Воздушный винт уменьшен до диаметра 2,7 м.
Подвесные баки и ракетное вооружение (PC) могло устанавливаться в зависимости от заказа на типах 18, 24, 27, 28. И-16 тип 29 оборудовались установками PC и узлами подвески сбрасываемых бензобаков. Район установки PC на нижней части крыла и соответствующий участок элеронов обшивались дюралевым листом.
