Крыло И-26 было цельнодеревянным двухлонжеронным с фанерной работающей обшивкой. Лонжероны коробчатого типа изготовлены из сибирской сосны. В корневой части крыла между лонжеронами размещались бензобаки. К переднему лонжерону крепилась главная стойка шасси. На задний лонжерон навешивался посадочный щиток, изготовленный из дюраля. Готовое крыло поверх фанерной обшивки оклеивалось тканью, тщательно шпаклевалось, вышкуривалось и окрашивалось, поэтому поверхность была очень чистой и гладкой.
Фюзеляж истребителя ферменный. Ферма была сварена из стальных труб. Носовая часть фюзеляжа закрывалась крышками-люками из дюраля, которые обеспечивали отличный доступ ко всем элементам конструкции и агрегатам. Ферма хвостовой части создавалась опалубкой, состоящей из сосновых стрингеров и фанерных дужек-шпангоутов. Верхний гар-грот обшивался фанерой, а весь фюзеляж обтягивался полотном. Хвостовое оперение свободнонесущее. Киль и стабилизатор имели цельнодеревянную двухлонже-ронную конструкцию. Рули и элероны металлические с полотняной обтяжкой.
Шасси убирающееся подкосное с жид-костно-газовой амортизацией. Уборка и выпуск главных стоек и костыля осуществлялись с помощью сжатого воздуха. Кроме того, пневмосистема предназначалась для управления посадочным щитком и тормозами колес, а также для запуска двигателя.
На И-26 был установлен мотор М-105П водяного охлаждения с воздушным винтом автоматически изменяемого шага ВИШ-61П. Водяной радиатор размещался в нижней части фюзеляжа за кабиной пилота. Маслорадиатор на И-26-1 был спрятан под капотом мотора, причем забор воздуха для охлаждения масла осуществлялся в верхней части капота. Истребитель первоначально вооружался пушкой ШВАК калибра 20 мм, размещенной в подвале цилиндров V-образного мотора, двумя пулеметами ШКАС калибра 7,62 мм и шестью реактивными снарядами РС-82, размещенными на направляющих под крылом.
Простота и технологичность конструкции И-26 позволили произвести его постройку безо всяких затруднений. Настоящие трудности начались после того, как в январе 1940 г. шеф-пилот фирмы Яковлева Юлиан Пионтковский выполнил первый полет. В управлении истребитель оказался простым и послушным, но надежностью не отличался. Система охлаждения мотора, маслосистема, пневматика, оружие неоднократно отказывали и создавали предпосылки к летным происшествиям. Пятнадцать раз (!) летчик производил вынужденные посадки с остановившимся двигателем. Именно такая посадка на таком же новом истребителе конструкции Н. Н. Поликарпова когда-то стала роковой для Валерия Павловича Чкалова. Для Юлиана Пионтковского один из полетов на первом И-26 также стал последним.
