Ученик Н.Н. Поликарпова, бывший его заместитель М.М. Пашинин в 1937 году стал главным конструктором завода № 21, массово выпускавшего «ишаки». Пашинин пошел по пути Поликарпова, проведя глубокую модернизацию И-16, только вместо «звезды» он решил установить на свой вариант истребителя рядный двигатель М-107 мощностью 1650 л. с. С ним максимальная скорость на высоте 7000 м теоретически могла превысить 680 км/ч. Двигатель – обычное дело – вовремя не поступил, но и с мотором М-105 при взлетном весе 2670 кг опытный И-21 в июле 1940 года продемонстрировал скорость 573 км/ч. Вооружение состояло из 23-мм мотор-пушки и двух синхронных пулеметов ШКАС. По скорости, скороподъемности и вооружению самолет превосходил пресловутый «мессер». К тому же 60 % деталей и узлов истребителя Пашинина были схожи с узлами И-16, что обеспечивало беспроблемное внедрение машины в серию на том же заводе. Представители ВВС отмечали недостаточную устойчивость в полете и слишком высокую посадочную скорость. Вполне понятные для опытной модели недостатки были устранимы и были устранены к началу 1941 года. Но по срокам Пашинин опоздал к раздаче призов: приказом НКАП от 10 февраля 1941 года завод № 21 определили головным по производству истребителя ЛаГГ.