Prototyp I-26 powstał w Doświadczalnym Biurze Konstrukcyjnym (OKB) nr 115, którego kierownikiem był Aleksander Jakowlew. Wiosną 1939 Stalin osobiście polecił Jakowlewowi, nie zajmującemu się dotąd konstrukcją myśliwców, skonstruować nową maszynę tego typu. Według planów Jakowlewa nowa maszyna miała odpowiadać najlepszym wówczas myśliwcom: Supermarine’om Spitfire’om i Messerschmittom Bf 109, a jednocześnie miała powstać z łatwo dostępnych materiałów i silników produkowanych w ZSRR. W powstaniu tej konstrukcji Jakowlew opierał się na doświadczeniach, które zdobył tworząc szkolno-treningową maszynę UT-1. Stosowanymi silnikami miały być wersje rozwojowe produkowanego na licencji silnika rzędowego firmy Hispano-Suiza, powstające w biurze konstrukcyjnym W. Klimowa. Konstruktorami wiodącymi myśliwca stali się inżynierowie K. Sinełycikow i K. Wigant. Początkowo miał go napędzać nowy silnik M-106 o mocy 1350 KM (993,6 kW), a jako uzbrojenie planowano działko kal. 20 mm SzWAK i cztery karabiny maszynowe 7,62 mm. Wystąpiły jednak problemy z rozwojem silnika M-106 i ostateczna wersja otrzymała słabszy silnik M-105P o mocy 1100 KM.