Самолет ДИ-6 (ЦКБ-11) представлял собой полутораплан смешанной конструкции с убирающимся шасси, оснащенный девятицилиндровым мотором воздушного охлаждения М-25.

Коробка крыльев состояла из верхнего и нижнего центропланов, двух пар консолей и Х-образных стоек и лент. Оба крыла двухлонжеронной деревянной конструкции с полотняной обшивкой. Профиль верхнего крыла - "Кларк-УН" относительной толщиной 10%. Щелевые элероны с дюралевым набором и полотняной обшивкой подвешены на концах только верхнего крыла за стойками. В центроплане верхнего крыла размещались два бензобака по 76 л. Относительная толщина профиля центроплана уменьшалась к середине. Центроплан крепится к фюзеляжу двумя N-образными кронштейнами из хромомолибденовых труб.

Фюзеляж - ферменный сварной из хромомолибденовых труб. Жесткая пространственная ферма шарнирно соединялась с моторамой и нижним центропланом. На ферме закреплена дюралевая опалубка для крепления обшивки: передней части до сидения летчика дюралевой, далее полотняная. Кабина летчика - открытого типа с защитным козырьком из стекла триплекс. Сиденье, регулируемое под рост летчика на земле.

Закрытая с трех сторон целлулоидным остеклением кабина стрелка имела с каждой стороны по одному окну из триплекса. У стрелка было два сидения. Основное - лицом к хвосту, связанное кинематически с дугой, несущей шкворневую стрелковую установку с пулеметом ШКАС, и дополнительное, откидывающееся с правого борта, позволявшее сидеть лицом по направлению полета. Обтекатель кабины стрелка состояла из двух половин, соединенных замком вдоль продольной оси самолета и сбрасываемых в аварийной ситуации. Левая половина откидывалалась при посадке стрелка в кабину.

Управление - одинарное, нормальное с тросовой проводкой. Педали регулировались под рост летчика.

Хвостовое оперение однокилевое с неподвижным стабилизатором. Стабилизатор и рули высоты с дюралевым силовым каркасом и полотняной обшивкой. Рули высоты с осевой компенсацией. Киль состоял из нижней цельнометаллической (на ней крепился стабилизатор) и верхней части с дюралевым каркасом и полотняной обшивкой. Руль направления без компенсации с дюралевым каркасом и полотняной обшивкой.

Убираемое шасси снабжалось тормозными колесами 750х125 мм с масляно-пневматической внутренней амортизацией. Подъем осуществляется жестким устройством сжатым воздухом. Подъемное устройство имело механический аварийный ручной привод для выпуска шасси. Хвостовой костыль неуправляемый с масляно-пневматической амортизацией.

Модификации:

ДИ-6Ш (штурмовик, ЦКБ-38, ЦКБ-11ш) — отличался вооружением: четыре ПВ-1 под нижним крылом, бронированные спинка и чашка сиденья. Серийно выпускался в 1938 г. в 60 экземплярах.

ДИ-6ММШ (малая модификация штурмовика) — с опытным двигателем М-300 X-образной схемы. Строился в одном экземпляре в 1940 г., но так как двигатель доведён не был, его постройка была прекращена.

ДИ-6 бис (самолёт «21») — с неубираемым шасси (скорость снизилась на 25—30 км/ч). Двигатель М-25В(750л.с.)

ДИ-6 с опущенным стабилизатором — модификация в серии с пониженным положением горизонтального оперения. Ожидаемых преимуществ это не дало.

ДИ-6 с двойным управлением (ДИ-6УТ) — Несколько ДИ-6 в Борисоглебской лётной школе было переделано в учебно-тренировочные с двойным управлением (из деталей Р-5 и УТИ-4). Задний пулемет был снят. Был в небольшой серии. 

 ЦКБ-41 - проект одноместного истребителя на базе ДИ-6.