В ТТТ назначение нового самолета формулировалось как одноместный пушечный истребитель.
И-14 построили в мае 1933 г., а 27 мая того же года состоялся его первый полет. Испытывал машину летчик-испытатель К.А.Попов. Самолет представлял собой цельнометаллический свободнонесущий моноплан, имел убирающееся в полете шасси с тормозными колесами и масляно-пневматической амортизацией, закрытый фонарь кабины летчика. Мотор закрывался хорошо обтекаемым капотом. Удельная нагрузка на крыло была в 1,5 раза больше, чем у маневренного биплана И-15. Таким образом, конструкторы обеспечили почти все условия для достижения большой скорости полета, кроме одного — металлическая обшивка крыла имела гофрированную поверхность. Это делало ее более жесткой, но одновременно повышало сопротивление трения. Сделать гладкую металлическую обшивку в начале 1933 г. не рискнули, поскольку еще не было необходимого опыта проектирования и расчета таких конструкций.
Вооружение первого И-14 состояло из одного пулемета ПВ-1, стрелявшего через винт. Конструкция предусматривала также установку двух пушек АПК с 50 снарядами (в крыле, вне площади, сметаемой винтом).
Самолет И-14 долго доводился в процессе заводских испытаний и был передан на государственные только 2 января 1934 г. В НИИ ВВС самолет испытывался на лыжах (без их уборки). Основным положительным свойством И-14 военные испытатели считали большую скорость, полученную на заводских испытаниях. Одновременно как крупные дефекты отмечались такие недостатки, как строгость в выполнении виража (легкий срыв в штопор), недоведенность и неудобство пользования механизмом подъема шасси и неудовлетворительная конструкция фонаря кабины. Словом, требовалась основательная доводка, но на данном самолете ее проводить уже не было смысла, поскольку в 1933 г. стало ясно, что закупается лицензия на производство ряда иностранных моторов, в том числе американского Райт «Циклон» Ф-З. Под этот мотор и велось проектирование практически всех советских истребителей как маневренных, так и скоростных.