Этот аппарат строился с учётом испытаний ЦКБ-15 в 1935 г. Согласно документации, сопровождающей постройку ЦКБ-19, самолёт оснастили двигателем "Испано Сюиза" HS 12Ybrs с воздушным винтом диаметром 3,0 м. Однако уже при подготовке к испытаниям в материалах весовой бригады № 6 ЦКБ указывается двигатель М-100. Вполне возможно, имела место замена двигателя, одновременно, по ряду причин (факт освоения моторным заводом, выпуск первых серийных, стремление использовать отечественное обозначение и т. д.) французкий "Испано" могли называть как М-100. Так или иначе, в дальнейшем указывался всегда М-100.
Что касается указанного диаметра воздушного винта – 3,0 м – в данном случае полной ясности нет. Трёхметровый диаметр воздушного винта представлялся наиболее благоприятным для истребителя с размахом крыла 10,0 м. Однако HS 12Ybrs и запущенный в производство М-100 при имеющемся редукторе ориентировались под двухлопастной воздушный винт диаметром 3,4 м (в самый раз для СБ). Именно поэтому ЦКБ-19 имел высоту шасси, позволяющую с минимальным безопасным зазором между концом лопасти и землёй устанавливать винт диаметром 3,4 м.
В отличие от первого опытного образца, ЦКБ-19 имел шасси другой конструкции – уборка производилась в направлении "к оси самолёта". Новая компоновка шасси позволила довести колею в стояночном положении до 2,868 м. Выпускаемые радиаторы водяного охлаждения при этом разместили сразу за шасси в корневой части центроплана. Элероны уменьшились по размаху и утратили способность к дифферинциальному отклонению – теперь роль посадочной механизации играли отклоняемые щитки площадью 1,75 м' (тогда для таких щитков использовалось определение ЦАПы). Вооружение самолёта состояло из четырёх пулемётов ШКАС, размещённых в отъёмной части крыла, вне диска вращения воздушного винта.
ЦКБ-19 закончили изготовлением в конце лета 1935 г. После проведения доводочных процедур, определения весов, центровок, гонки двигателя, рулёжек и пробежек последовал первый вылет. 16 сентября 1935 г. заводской пилот Чкалов ровно в 2 часа дня совершил на самолёте первый, 8-минутный полёт. В обычной своей немногословной манере испытатель записал: "Выполнено. Лётные качества хорошие. Вибраций не замечено".
Затем до середины ноября было сделано ещё несколько полётов, после чего последовали доделки системы охлаждения, доводка шасси и прочее.
О зимних испытаниях этого экземпляра сведений не обнаружено, очевидно, полноценные полёты возобновились к лету. 1 мая 1936 г. ЦКБ-19 показали в полёте над Красной площадью. Летом в ходе испытаний зафиксировали максимальную скорость 485 км/ч и потолок 9700 м.
В период с 13 по 30 ноября 1936 г. ЦКБ-19 наряду с АНТ-25 и АНТ-35 экспонировался на 15-й Международной выставке в Париже. Журнал "Самолёт", освещая выставку, писал о ЦКБ-19: "…Мотор жидкостного охлаждения даёт возможность значительного снижения вредного сопротивления за счёт уменьшения миделя самолёта. К подобным конструкциям в последнее время отмечается значительный интерес. Достаточно упомянуть английский истребитель Спитфайр-1 с мотором жидкостного охлаждения Роллс-Ройс, дающим скорость 500 км/ч. Современная схема и хорошо зализанные формы ЦКБ-19, наряду с мощным и высотным мотором, обеспечивают ему большие скорости. Самолёт обладает большой устойчивостью и маневренностью. Представленный образец серийной постройки (? – М.М.) завода им. Менжинского обладает следующими данными: скорость максимальная – 493 км/ч, потолок практический – 11350 м, продолжительность полёта 2,5 часа".
Указанные характеристики явно были выписаны из таблички, сопровождающей выставочный экспонат. Последнее обстоятельство по вполне объяснимым причинам побуждало к некоторому завышению лётных характеристик, поэтому их стоит принять к сведению с некоторыми поправками. В частности, до сих пор имеются сомнения в достижении опытными И-17 500-километровой скоростной отметки. Более того, значения достигнутого колеблются в пределах 480-495 км/ч.
Дополняя "выставочную" историю ЦКБ-19 стоит обратиться к мемуарам военного дипломата, русского генерала А.А. Игнатьева ("Пятьдесят лет в строю", М., Воениздат, 1986 г.). Исполняя обязанности комиссара советского стенда на авиационной выставке в Париже, он в один из ноябрьских дней встретил хорошо ему знакомого ещё по первой мировой войне маршала Франции Франше: "Маршал Франции удостоил нас своим посещением, и мне пришлось приветствовать его при входе, почтительно сняв с головы мягкую фетровую шляпу.