Во второй половине 20-х годов, уже после широкой дискуссии о путях развития самолётостроения в стране, в авиационных кругах возникли споры о том, что важнее для самолёта-истребителя — скорость или маневренность. Специалисты и лётчики, увлекавшиеся лишь одним качеством истребителя — скоростью, настаивали на производстве двигателей жидкостного охлаждения. Обладая меньшим «лбом», такие двигатели, говорили они, обеспечат лучшую аэродинамику самолёта, а следовательно, и высокие скорости. Сторонники противоположной точки зрения, наоборот, считали, что в первую очередь следует организовать массовое производство звездообразных двигателей воздушного охлаждения, которые обеспечат защиту лётчика в бою, а потеря в скорости перекроется лучшей маневренностью самолёта.
Решение Советского правительства одновременно разрабатывать и производить двигатели и воздушного и жидкостного охлаждения положило конец этим спорам. Конструкторские коллективы получили указания при проектировании истребителей добиваться не только большой скорости, но и хорошей маневренности при безусловной надежности машины.
Конструкторское бюро, возглавляемое Н. Н. Поликарповым, одно из первых сумело сочетать эти, казалось бы, противоречивые требования на самолёте И-3, выпущенном весной 1928 года. Новый истребитель — одностоечный полутораплан с двигателем БМВ-У1 в 500/730 л.с. водяного охлаждения — на испытаниях показал скорость 278 км/час, потолок — 7200 м. Маневренность его была признана очень хорошей — время виража всего 14 сек., продолжительность полёта — 2 часа, дальность — 585 км.
Конструкция И-3 — деревянная. Фюзеляж — монокок овального сечения, выклеенный из шпона с толщиной стенок от 3 до 5 мм. Каркас фюзеляжа — сосновый из четырех лонжеронов и 13 шпангоутов. Крылья — двухлонжеронные, площадью 27,86 м2. Каркас оперения — дюралевый. Обшивка везде полотняная. Вес пустого самолёта — 1403 кг, взлётный — 1846 кг.
Благодаря высоким лётным и боевым качествам, большой прочности и надежности истребитель И-3 полюбился лётчикам. Всего было построено 400 самолётов. Истребитель состоял на вооружении почти пять лет.