Правда завод тогда практически еще не существовал, его только строили с расчетом на скорый пуск.
Испытания И-14бис с мотором РЦФ-З подтвердили, что по скорости истребитель вполне удовлетворяет требованиям, он даже превзошел ожидаемые в НИИ ВВС данные. Вооружение его изменилось и теперь состояло из двух скорострельных пулеметов ШКАС и двух АПК-37 (калибр 75 мм).
При освоении И-14 в серии провели целый ряд мероприятий по его улучшению: было поставлено новое крыло, усилена конструкция, улучшено капотирование, установлен новый винт. Вооружение снова изменилось и состояло уже из одних пулеметов ШКАС (вместо двух АПК в крыльях поставили два ШКАС, которые в дальнейшем планировалось заменить скорострельными авиационными пушками ШВАК калибра 20 мм).
Освоение И-14 в серии заняло довольно много времени, поскольку завод еще достраивали. Первые серийные самолеты вышли только в 1936 г. Государственные испытания головного серийного И-14 выявили хорошие его скоростные качества: они были практически такими же, как и у скоростного И-16, который к тому времени уже строили серийно. И-14 обладал хорошей маневренностью (время виража 12 с против 14–15 с у И-16) и большей, чем у И-16, устойчивостью на малых скоростях. В отчете по испытаниям отмечалось, что И-14 в воздушном бою с И-16 имел преимущество, а в заключении говорилось, что И-14 по своим летным данным, относительной простоте взлета, посадки и высшего пилотажа представляет несомненную ценность для ВВС.
В ходе испытаний вскрылись и некоторые недостатки истребителя. В частности, летчику среднего физического развития чрезвычайно трудно было полностью убрать шасси, воспользоваться закрылками. Недоведенной оказалась пулеметная установка в крыльях. Правда, эти недостатки не так уж сложно было устранить. Самый же главный недостаток, не проявлявшийся ранее и в конце концов решивший судьбу самолета, заключался в опасном характере штопора: на один виток штопора запаздывание в выходе составляло 10 витков, а на два —13 витков.