Соединение коробки крыльев обеспечивали обтекаемые I-образные стойки. Места соединения стоек с крыльями закрыты небольшими обтекателями. Края обтекателей оклеивались миткалевой лентой, поэтому четкого перехода между обтекателем и крылом нет. На правой стойке крыла крепился приемник воздушного давления указателя скорости (трубка Пито).
Центроплан верхнего крыла, выполненный с V-образным изломом
И-153 из 71-го иап ВВС КБФ перед вылетом на задание в район Лавенсаари, август 1942 г.
Правая дверца кабины летчика на И-153
Шасси И-153 с серийным №6005
Жесткость коробки крыльев обеспечивают регулируемые ленты-расчалки профилированного сечения. Каждая пара крыльев расчалена четырьмя расчалками, две из них сдвоенные. Для предохранения от вибраций, в центральной части расчалки скреплены обтекаемыми фиксаторами, выточенными из ясеня — так называемыми «уточками».
Хвостовое оперение имело дюралевый каркас, обшитый полотном. Стабилизатор, снабженный V-образными подкосами каплевидного сечения, имел механизм регулировки угла установки на земле. Киль самолета для парирования разворачивающего момента воздушного винта повернут влево на 1°32'. Место сочленения с фюзеляжем закрыто дюралевым обтекателем. Стык обтекателя и фюзеляжа заклеен полотняной лентой. В процессе эксплуатации обтекатель мог сниматься, после его последующей установки место стыка заклеивалось новой лентой. Так как лента далеко не всегда закрашивалась, выглядела она светлой полосой, на фотографиях воспринимается декоративной покраской, вводя в заблуждение современных исследователей.
Основные стойки шасси И-153 убирались с поворотом назад. Ниши колес, называемые куполами, имеют внутренний диаметр 730 мм. Колеса 700´150 мм, стандартные, с дисковыми тормозами, снабжены обтекателями-крышками убранного положения. Основные стойки крепятся в нижней части фюзеляжа при помощи карданного узла. Необходимую жесткость каждой стойки обеспечивают шарнирные подкосы, в выпущенном положении образующие жесткую трехгранную пирамиду. Уборка шасси осуществлялась сжатым воздухом, при помощи пневмоцилиндра, в убранном положении стойки прикрывались подвижным щитком. Применялись щитки клепаные из профилей, часть серийных машин имела щитки с усилениями из гофра. В случае отказа основной воздушной системы, для выпуска шасси имеется аварийный механический опускатель. Механизм представляет собой обычную лебедку. Приводится в действие рукояткой, расположенной на правом борту.
Костыль И-153 поворотный, сварен из свернутого стального листа и снабжен колесом диаметром 150 мм из цельной резины. Для управления костылем, последний эластично связан с рулем поворота пружинами. Амортизация костыля воздушно-масляная, для доступа к ней на левом борту под стабилизатором имелся небольшой люк.
Зимой самолет переставлялся на лыжи, которые при уборке поджимались к фюзеляжу, частично выступая в поток. Использовались лыжи самолета И-16, с переделкой кабана крепления и введением дополнительного звена — так называемой серьги, увеличивавшую стояночную высоту самолета до необходимого значения. Карданный механизм при уборке лыжного шасси не применялся, поэтому основной узел стойки фиксировался в зимнем положении. Купола для уборки колес прикрывались зимним щитком, подвижный щиток, закрывающий стойки в убранном положении, также ставился зимнего типа. Хвостовое колесико в зимний период заменялось на небольшую лыжу, в просторечии называемую «лыжонком». Поскольку при полетах с раскисшего грунта костыль зарывался и мешал рулению, многие пилоты предпочитали оставлять «лыжонок» и в летнее время.
Двигатель М-62
Двигатель М-25В
Установка фотокинопулемета ПАУ-22 на И-153
Винтомоторная установка в основном варианте имела двигатель М-62 с винтом изменяемого шага (ВИШ) типа АВ-1 диаметром 2,8 м. Первые серии И-153 с двигателями М-25В и М-62 имели воздушные винты постоянного шага диаметром 2,8 м, снабженные обтекателем-коком. На машины с М-63 ставился ВИШ диаметром 2,7 и 2,8 м. Двигатель М-62, снабженный двухскоростным нагнетателем для повышения мощности на высоте, имел максимальный диаметр 1375 мм, полную длину 1100 мм, сухой вес 490 кг (вес М-25В — 435 кг, М-63 — 510 кг). Взлетная мощность М-62 — 1000 л.с. (М-25В — 775 л.с, М-63 -1100 л.с), номинальная мощность у земли 830 л.с, номинальная при включении первой скорости нагнетателя на высоте 1530 м — 850 л.с, номинальная при включении второй скорости нагнетателя на высоте 4200 м — 800 л.с.
Двигатель закрыт капотом типа NACA, в котором имелись 8 отверстий для выхлопных патрубков. 1-й и 9-й патрубки двигателя объединены — нумерация ведется с первого верхнего цилиндра по часовой стрелке со стороны пилота. Капот имеет диаметр 1425 мм, длину 885 мм (капоты машин разных серий были разной длины) и состоял из неподвижного лобового кольца и трех съемных крышек. Крышки ставились на замках, дополнительная фиксация осуществлялась лентой из нержавеющей стали, стягиваемой при помощи тендера. Лобовая часть капота имеет 9 отверстий для охлаждения общей площадью 2000 см2, для регулировки охлаждения двигателя отверстия перекрывались подвижной створкой.
Для улучшения обтекания пространство за двигателем прикрыто внутренним капотом, имеющим съемные крышки для доступа к задней части картера, маслобаку и моторным агрегатам. На машинах первых серий через внутренний капот проходил маслорадиатор с выходом на левом борту фюзеляжа. Для машин с М-62 маслорадиатор увеличили до 8 дюймов и перенесли его за поверхность внутреннего капота, так, что он частично врезался в заднюю кромку внешнего капота в районе 7-го цилиндра. И-153 с М-63 имели еще более увеличенный 9-дюймовый маслорадиатор, который перенесли в подкапотное пространство.
Бензиновый бак дюралевый, сварной, протектированный, отделен от двигателя противопожарной перегородкой, между баком и пилотом перегородки не было. Емкость стандартного бензобака 316 л (240 кг). В нижней части бензобака имелся сливной кран, для подхода к нему предусмотрен соответствующий лючок. В верхней части бака две горловины: для бензиномера и для заливки топлива. Для подхода к этим горловинам в развале «чайки» прорезано два люка (часть машин имела только один — для заправки).
