I 1928, under bestemmelsene i Femårsplanene for eksperimentelle flykonstruksjoner fikk Polikarpov i oppdrag å utvikle primært I-6 jagerfly i trekonstruksjon for levering på midten av 1930-tallet. Planen var urealistisk og mislykket. Derfor ble Polikarpov i oktober 1929 sammen med 450 andre flykonstuktører og ingeniører arrestert på falske, oppdiktede anklager om sabotasje- og kontra-revolusjonære aktiviteter. Polikarpov ble dømt til døden. I desember, etter to måneder med venting på fullbyrdelsen, ble han overført til et GPU-fengsel, Butyrka fengsel og dommen ble endret til 10 års tvangsarbeid. Polikarpov og de andre ble flyttet til Design Bureau 39 (TsKB-39) for å fullføre I-5 prosjektet. Etter en vellykket demonstrasjon av den nye konstruksjon ble dommen endret til betinget, og i juli 1931 fikk han amnesti sammen med en gruppe andre straffanger. Det var ikke før avstaliniseringen i 1956 at disse anklagene formelt ble droppet, 12 år etter Polikarpovs død.