Вынужденное стремление советской авиапромышленности к экономии металла стало причиной появления "Чайки" с деревянным фюзеляжем. В самолете, получившем обозначение И-153УД (в некоторых документе обозначался - И-153У.Д.), хвостовую части фюзеляжа начиная от 3-й рамы изготовили в виде деревянного монокока. Конструкция считалась хорошо освоенной промышленностью и применялась в И-16. Деревянный фрагмент оказался тяжелее металлического с полотняной обшивкой на 8,4 кг, а по обводам они были абсолютно идентичены.

Испытания И-153УД проходили с 30 сентября по 5 октября 1940 г., летал П.Е.Логинов. В целом эти испытания прошли успешно, однако воплощения в серии машина И-153УД не нашла в связи с прекращением постройки базовой модели.

Модификация	И-153 УД
Размах крыла, м
верхнего	10.00
нижнего	7.50
Длина, м	6.18
Высота, м	3.00
Площадь крыла, м2	22.10
Масса, кг
пустого самолета	1348
нормальная взлетная	1859
Тип двигателя	1 ПД М-62
Мощность, л.с.	1 х 800
Максимальная скорость , км/ч	425
Практическая дальность, км	750
Максимальная скороподъемность, м/мин	950
Практический потолок, м	9800
Экипаж	1
Вооружение:	четыре 7.62-мм пулемета ШКАС