Поэтому некоторое время два вида истребителей развивались параллельно.

В октябре 1933 года начались летные испытания новой машины Поликарпова (сумевшего заинтересовать ею Якова Алксниса и получить под свое начало персональную бригаду) — одностоечного полутораплана смешанной конструкции ЦКБ-3 (крылья — деревянные с полотняной обшивкой, фюзеляж — сварной из хромомолибденовых труб, оперение — дюралевое), именовавшегося впоследствии И-15. Верхнее крыло было выполнено по схеме «чайка». Нововведение не только улучшило обзор из кабины летчика, уменьшило лобовое сопротивление, но и резко увеличило маневренность. Примыкавший к фюзеляжу центроплан создавал столь значительную боковую поверхность, что самолет мог лететь буквально «на боку», с креном 90 градусов. В замысле предполагалось также внедрить убираемое шасси и закрытый фонарь кабины, но реализовать эти идеи на практике не удалось.

С закупленным в США двигателем Райт «Циклон» истребитель, весивший 1370 кг, на высоте 3000 м развивал скорость 360 км/ч. По маневренности на горизонтали он не имел себе равных: время выполнения виража — 8,5 секунды — рекордно малое для истребителя. Вооружение состояло из двух-четырех пулеметов ПВ-1. Правда, легкость конструкции в какой-то мере оказалась достигнутой в ущерб качеству, а заказчик выражал сомнения в оправданности крыла типа «чайка», которое, по его мнению, недопустимо затрудняло обзор при взлете и прицеливании, вело к ухудшению путевой устойчивости. Но летчики сразу полюбили самолет именно за его устойчивость на всех режимах, простоту пилотирования, легкость выполнения фигур и отличные взлетно-посадочные качества. Показателен отзыв знаменитого испытателя M.JT. Галлая: «Это был очень легкий по весу, исключительно хорошо управляемый самолет, обладавший поразительной способностью устойчиво держаться в воздухе едва ли не в любом положении».

С 1934 года на заводах №-39 и №-1 началась серийная постройка И-15, который за два года был выпущен в количестве 384 экземпляра, а затем, из-за отрицательного отношения руководства ВВС, все-таки снят с производства, а уже с 1937 года начал сниматься с вооружения.

Маневренные истребители строились в это время и в других странах.

Летом 1933 года поднялся в воздух первый истребитель уже фактически гитлеровской Германии — классический биплан Не-51 с мотором BMW-VI, являвшийся дальнейшим развитием истребителя Хейнкель HD-37, (который с 1931 по 1934 год производили в СССР под маркой И-7). Самолет серийно строился с апреля 1935 года, был вооружен парой синхронных 7,92-мм пулеметов MG-17 с 500 патронами на ствол, обладал целым рядом достоинств: его взлетно-посадочные свойства, устойчивость, пикирующие качества могли служить примером. На истребителе была установлена приемо-передающая радиостанция, чего советской промышленности не удалось добиться и десять лет спустя. В то же время по скорости (315 км/ч), скороподъемности и маневренности Не-51 заметно уступал И-15.

Практически идентичной, с таким же вооружением, но более маневренной и высотной машиной был самый массовый предвоенный германский истребитель Аг-68 с двигателем жидкостного охлаждения «Юнкере» Jumo 210Е, поступивший на вооружение Люфтваффе в конце лета 1936 года.

В 1933 году совершил первый полет итальянский биплан «Фиат» CR-32. На нем был установлен рядный мотор жидкостного охлаждения в 600 «лошадей», разгонявший двухтонную машину до 354 км/ч. Вооружение состояло из двух 7,69-мм синхронных пулеметов. На модификации CR-32bis, сошедшей с конвейера весной 1936-го, добавили еще два пулемета, установленных поверх нижнего крыла за пределами диска винта. Летом 1937 года в ущерб максимальной скорости и скороподъемности вооружение истребителя еще раз усилили, смонтировав в носовой части фюзеляжа два пулемета Бреда-SAFAT калибра 12,7 мм.

В конце 1933 года бригада H.H. Поликарпова представила новый инициативный проект — свободнонесущий низкоплан смешанной конструкции (на этот раз деревянным был фюзеляж, а каркас центроплана — металлическим). Он имел три принципиальные особенности: необычайно малые размеры, небольшой запас продольной статистической устойчивости и очень малую взлетную массу. Серийный истребитель И-16 тип 5 с двигателем М-25 (обрусевший «Райт-Циклон» F-3) весил 1508 кг и на высоте 4000 м развивал скорость 445 км/ч. На нем была установлена бронеспинка летчика толщиной 8 мм и убирающиеся шасси. Вооружение состояло из двух крыльевых пулеметов ШКАС с 900 патронами на каждый.

И здесь не обошлось без критиков. Интенданты возмущались слишком большой длиной разбега самолета, которая достигала 250 м (у биплана И-15–70 м, у тяжелого бомбардировщика ТБ-3–300 м), что требовало удлинения аэродромных полос. Летчикам, особенно средней квалификации, не нравилась большая посадочная скорость, сложная техника пилотирования по сравнению с бипланами — недостаточно устойчивый самолет был строг в управлении, энергично реагировал на малейшее движение ручки и не прощал ошибок. Впрочем, и М.М. Громов, и М.Л. Галлай в мемуарах тоже отмечали, что И-16 «был неустойчив и с плохим обзором», «даже при не очень грубых неточностях в действиях пилота охотно срывался в штопор», а их трудно назвать летчиками средней квалификации. Эта неустойчивость была сознательно задана конструктором, совместившим в одной точке центр тяжести и аэродинамический фокус самолета — все ради достижения, наряду с высокой скоростью, максимальной маневренности в бою. Не устраивал военных также сдвижной фонарь кабины. Пилоты утверждали, что он ограничивает свободу движений и стесняет обзор, а главное — может заесть при необходимости покинуть самолет в критической ситуации. В результате закрывающийся фонарь был упразднен, и кабина стала открытой, что несколько снизило летные качества машины. Тем не менее это был лучший и самый массовый довоенный советский истребитель, находившийся в производстве на протяжении семи лет.

Самолеты И-15 и И-16, ознаменовавшие собой начало качественно нового этапа развития советской авиации, принесли H.H. Поликарпову славу «короля истребителей». Эти машины постоянно улучшались, модернизировались и состояли на вооружении советских ВВС до 1943 года включительно.

Одновременно велись активные работы по созданию пушечного и двухместного истребителей. Последним, предназначавшимся для сопровождения тяжелых бомбардировщиков, уделялось заметное место. При бипланной схеме существенной разницы в скоростях между одноместными и двухместными истребителями не было, в воздушном бою они считались практически равноценными, а наличие второго члена экипажа обеспечивало большую универсальность боевого применения машины как разведчика, легкого бомбардировщика или штурмовика. Однако ничего путного в этом классе создать не удалось. Проекты ДИ-3 и ДИ-4 были осуществлены в единичных экземплярах. В конце 1934 года бригадой С.А. Кочеригина и В.П. Яценко был выпущен двухместный полутораплан ДИ-6 с убирающимися шасси и двигателем М-25, развивавший 370 км/ч и вооруженный тремя пулеметами. Самолет обладал хорошей скоростью и маневренностью.

В общем и целом, он был неплох на момент создания. Но вряд ли стоило запускать его в серию в 1937 году сразу на трех заводах, чтобы в итоге произвести 220 морально устаревших машин. С переходом на монопланную свободнонесущую схему истребителя с убираемыми шасси, двухместные одномоторные аппараты уже не могли конкурировать с одноместными и утратили свое значение.