Истребитель И-180  параллельное развитие проекта И-16 с мотором М-88.

Фюзеляж полумонокок с обшивкой из берёзового шпона толщиной 2,0-2,5 мм. Обшивка крепилась казеиновым клеем, гвоздями и шурупами к силовому каркасу из 11 цельных шпангоутов, трёх секционных шпангоутов, четырёх лонжеронов и стрингеров. В местах установки агрегатов имелись усилительные рамы из бакелитовой фанеры.

Лонжероны — брусья из сосны с переменным по длине сечением. Установлены характерные для И-16 зализы крыла.

Шасси убирающиеся, включая хвостовое колесо.

Вооружение состояло из 4-х пулемётов разного типа в зависимости от модификации, могли нести 40 кг (200 кг в перегрузку) бомб. Самолёт мог использоваться как штурмовик, а с подвесными баками — как истребитель сопровождения.

Модицикации:

И-180-1 - модификация с двигателем М-88, вооружение: четыре синхронных пулемёта ШКАС.

И-180-2 - модификация с двигателем М-87А и М-87Б, вооружение: четыре синхронных пулемёта ШКАС.

 И-180-3 - Серийные машины обозначались «И-180-С» или «тип 25» модификация с двигателем М-88 для серийного производства. Вооружение: два пулемёта ШКАС и два пулемёта БС собраны в стрелявшую синхронно между верхними цилиндрами двигателя батарею. В то же время разработан И-16 тип 29, где крупнокалиберный пулемёт БС лишь один.

И-180-Е5 (эталон) — модификация с двигателем М-88А, эталон для серийного производства на 1941 год. Изменена конструкция центроплана, изменено положение маслорадиатора.

И-180Ш - серийный экземпляр И-180, но с изменением шасси, которое вместо пирамидального было сделано одностоечным, как и в других истребителях. Постройка не была завершена в связи с прекращением серийного выпуска.