Тем временем руководство страны и ВВС, недовольное результатами работы разрозненных и конкурирующих между собой конструкторских бюро и заводов, в 1931 году приступило к реорганизации опытного самолетостроения. Все проектирование было решено централизовать в едином конструкторском бюро — ЦКБ Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ). Поликарпов получил назначение на должность заместителя начальника бригады № 3 П.О. Сухого. Именно здесь в середине 1932 года было получено задание от управления ВВС РККА на разработку и проектирование двух новых истребителей, один из которых планировался как скоростной, а второй как «маневренный».
Данная постановка проблемы была не случайной. Дело в том, что в мировом авиастроении на рубеже 20-30-х годов наметилась маленькая революция. На смену бипланам пришли монопланы — самолеты с одним крылом и улучшенной аэродинамикой. Постоянная борьба за скорость— важнейшая черта авиации, особенно истребительной. Переход к монопланам, да еще и с убирающимися шасси позволил сделать резкий прорыв в этой области. Но при этом самолетостроители и испытатели столкнулись с неожиданной проблемой: с ростом скорости ухудшилась маневренность, так как увеличился радиус, а следовательно, и время выполнения горизонтального виража. Маневренные же истребители бипланной схемы с малым временем разворота имели меньшую скорость вследствие большего лобового сопротивления. А с учетом того, что монопланам во время воздушных боев неизбежно пришлось бы биться и с бипланами, большой прирост скорости, как казалось, создавал некоторые тактические проблемы.
Тогда-то военные и нашли компромиссное решение этой задачи в одновременном развитии как скоростных истребителей-монопланов, так и усовершенствованных маневренных бипланов. По принятой в начале 30-х годов доктрине предполагалось, что монопланы должны догонять противника и навязывать ему бой, а бипланам предстоит продолжать его на горизонтальном маневре. У этой проблемы было, конечно, и другое решение — перевести бой в вертикальную плоскость, то есть построить тактику истребителей монопланов на атаке противника сверху-сзади и снизу-сзади с последующим резким набором высоты либо переходом в пикирование. Однако для советской авиации это было нереально из-за отсутствия достаточно мощных авиационных двигателей.
Итак, бригада № 3 ЦКБ ЦАГИ приступила к выполнению задания. Начальник Павел Сухой занялся собственным проектом, первоначально получившим название АНТ-31, а позднее И-14. А Николаю Поликарпову была поручена работа сразу над двумя проектами. Во-первых, модифицировать уже выпускавшийся истребитель И-5, во-вторых, начать рабочее проектирование истребителя-моноплана, первоначально получившего обозначение ЦКБ-12.
