Мотор мог запускаться либо электростартером РИ-24, либо от аэродромного автостартера через храповик на втулке винта. В отличие от И-15 бис выхлопные газы не собирались в коллектор, а выводились через индивидуальные патрубки, утопленные в специальных вырезах капота.
На первых сериях (до августа 1939 г.) И-153 (и с М-25В, и с М-62) стояли двухлопастные винты постоянного шага диаметром 2,8 м. Втулка такого винта закрывалась большим округлым коком по типу И-15 бис. Направление вращения – правое. Позднее внедрили винты изменяемого шага двух типов: АВ-1 (конструкции Жданова) и ВВ-1 (Бас-Дубом). Оба этих винта – двухлопастные, металлические, с гидроцентробежным механизмом управления. АВ-1 имел диаметр 2,8 м. ВВ-1 – 2.9 м. Ширина лопастей тоже разная: у первого – до 250 мм, у второго – до 217 мм. Отличалась и конструкция механизма управления изменением шаге, хотя внешне втулки винтов были очень похожи. С самолета с зав. № 6030 старые и новые винты устанавливались вперемежку: окончательный переход произошел на серии, начинавшейся самолетом с зав. № 6204. Машины с М-63 комплектовались только АВ-1. Впоследствии новые винты досылались в части, где на истребители болев раннего выпуска их устанавливали бригады с завода № 1. Втулка была открытой, но на самолетах поздних серий появился небольшой остроконечный кок.
Камуфлированный И-153. Хорошо виден храповик на втулке винта, использовавшийся автостартером "Хакс". Под крылом – пусковые балки PC, створки шасси сняты
"Чайки" перед вылетом.
И-153 имел типичное для того времени шасси с хвостовым колесом. Основные стойки консольно-пирамидального типа состояли из собственно стойки с маcляно-воздушной амортизацией и двух подкосов. Как стойки, так и подкосы крепились к ферме фюзеляжа. При уборке стойки разворачивались на 90" и укладывались колесами плашмя в гнезда центроплана, фиксируясь в этом положении замками. Колеса сверху до оси закрывались навешенными на них щитками, а стойки полностью прикрывались створками, закрепленными у оси самолета. Пневматики основных колес имели размер 800x150 мм. Колеса оснащались пневматическими дисковыми тормозами, торможение левого и правого колес – раздельное.
Запуск двигателя стартером, установленным на автомобиле
Уборка и выпуск шасси производились пневмосистемой. Вопреки распространенному мнению, уборка шасси вручную не предусматривалась. Лишь для аварийного выпуска можно было использовать ручную лебедку и систему блоков. Костыльное колесо – полуориентирующееся, изготавливалось из литой резины. Костыль имел масляно-воздушную амортизацию.
Зимой колесное шасси могло заменяться лыжным, также убирающимся. Лыжи, схожие с лыжами И-16. были деревянными, окованными по кромкам, прямоугольными по форме с округлыми и приподнятыми вверх мыском и пяткой. При установке лыжи колесо снималось, а на ось через стальную переходную серьгу одевался дюралевый кабан лыжи. Кроме того, лыжа соединялась с фюзеляжем дополнительной тягой, в которую был вмонтирован воздушный амортизатор двойного действия. После уборки лыжа подтягивалась к центроплану вплотную – так, что мысок и пятка выступали за крыло. Щитки колес в этом случае снимались, а створки, закрывающие стойки, заменялись специальными зимними или тоже снимались. На вилку костыля также одевалась небольшая лыжа, подобная хвостовой лыже И-15 бис.
Большинство самолетов И-153 несло вооружение из четырем синхронных пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм. Пулеметы располагались в фюзеляже двумя парами: одна сверху, над бензобаком: другая примерно посередине высоты фюзеляжа, по бортам. Стреляли они через длинные огневые трубы, проходившие между цилиндрами мотора. ШКАСы верхней пары имели ручки перезаряжания турельного типа, а нижней – крыльевого. Верхние пулеметы монтировались на специальных балках – лафетах, являвшихся также элементами крепления бака. и питались из отдельных патронных коробок (правая на 750. левая – на 700 патронов), вынимавшихся каждая на свой борт. У нижних пулеметов, которые крепились к втулкам, приваренным к фермам фюзеляжа, была одна общая коробка. разделенная на две части. Она вытаскивалась для перезарядки на правый борт. Боезапас правого пулемета составлял 520 патронов, левого – 500.
Стреляные гильзы от всех пулеметов по специальным свальным трубам- гильзоотводам выбрасывались за борт. Звенья лент от верхних пулеметов поступали в звеньесборник – брезентовый мешок, укрепленный на металлической раме по левому борту, между фермой и обшивкой, а от нижних – выбрасывались за борт.
Спуск пулеметов механический, тросиками. На машинах последних серий ввели пневмоперезарядку, поскольку усилие для одновременного взведения всех четырех пулеметов было очень велико. Прицел ПАК-1 коллиматорного типа. В случае его отказа можно было пользоваться прицелом-дублером – кольцом с мушкой. Дублер в нерабочем положении откидывался на правую сторону.
Истребитель мог нести бомбовое вооружение. Балки бомбодержателей являлись интегральной частью конструкции нижнего крыла. С каждой стороны имелось по одной двухзамковой (ближе к фюзеляжу)и одной однозамковой балке. Ухваты – съемные: они ставились только при подвеске бомб. К каждому самолету придавались 8 ухватов Дер-32 для мелких бомб и 8 Дер-31 для более крупных. Максимальная бомбовая нагрузка составляла 150 кг. Типовыми вариантами нагрузки являлись сочетания 4x8 кг. 4x10 кг, 4x25 кг, 2x50 кг и 2x25 кг + 2x50 кг. И-153 мог нести бомбы типов АО- 8, АО-10, АО-15. А0-20М2. АО-25М, ХАБ- 25. КРАБ-25. ФАБ-50, ФАБ-50М2, ФАБ-50М5, ЗАБ-50, П-40, П-25. Но уже во время боевых действий с Финляндией начали подвешивать и более тяжелые ФАБ-100. которые сбрасывались не только с горизонтального полета, но и с пикирования под углом до 80 * (например, в 38 иап). В ходе войны к подвеске на И-153 приспособили также трофейные немецкие авиабомбы калибром до 50 кг. Бомбосбрасыватель – в пилотской кабине – механический, системы Туржанского; позволял сбрасывать по одной, две и четыре бомбы.
На внутренних держателях кроме бомб можно было подвешивать уже упоминавшиеся подвесные баки и еыливные приборы ВАП-6М, емкостью 42 л. Под ними могли подвешиваться еще и приборы ЗАП-6М. При необходимости ВАПы и баки сбрасывались.
С октября 1939 г. истребитель был приспособлен для оснащения и ракетным вооружением. Под каждым крылом монтировались по четыре пусковые балки. Снаряды РС-82 можно было выпускать по одному или залпом – по два, четыре и восемь штук.
Кислородное оборудование И-153 включало прибор КПА-3. маску для летчика. и баллон емкостью 3,75 л, устанавливавшийся слева от сиденья пилота. Самолет нес комплект навигационных огней типа СС: красный и зеленый – на верхнем крыле, соответственно слева и справа, и белый – на руле поворота. Вся электросистема запитывалась от аккумулятора 12-А-5. Посадочной фары не было, но в левом крыле находилась ракетница ("факелодержатель")НГ-12с посадочными ракетами Хольта. Для сигнализации в кабине пилота имелся пистолет-ракетница" Вери" и патронташ с ракетами к нему.
Самолет мог нести фотокинопулемет ПАУ-22. Он монтировался снаружи, справа на центроплане верхнего крыла, и через специальное гнездо крепился к трубе передней рамы центроплана.