На совещании в штабе ВВС 10 апреля 1937 г. прибывшие «из особой командировки» из числа первой группы добровольцев так отзывались об истребителе:
И-15, помимо своей основной цели, использовались и в качестве штурмовиков. Показателен в этом отношении налет республиканской авиации на авиабазу в Гарапинильосе 15 октября 1937 г. Истребители подошли к аэродрому противника на небольшой высоте. Навстречу им пытались подняться два «Мессершмитта», но были сбиты на взлете. Одна группа И-15 под командованием Г. Чиндосвиндо с бреющего полета подавляла зенитные батареи, а другая группа И-15, возглавляемая А. К. Серовым, — самолеты противника на стоянках. В результате налета удалось уничтожить большое количество самолетов, склады горючего и боеприпасов.
Испанцы называли самолет И-15 «чато» — «курносый» — из-за характерного «вздернутого» вида, создаваемого кольцом Тауненда.
С лета 1937 г. авиация мятежников перешла к ночным бомбардировкам Мадрида. 27 июля 1937 г. Михаил Якушин провел на И-15 первый ночной воздушный бой и сбил немецкий «Юнкерс». Расскажем еще об одном ночном сражении. Во время одного из налетов 25 октября 1937 г. на перехват поднялись два И-15. С первой атаки летчику-добровольцу Е. Степанову удалось поразить итальянский бомбардировщик «Savoia-Marchetti 81», однако он продолжал полет. Исчерпав боезапас, Степанов винтом и колесами снес руль поворота, совершив первый в истории авиации ночной таран.
Как показал опыт воздушных боев, И-15 превосходил основные истребители франкистов — немецкий Не-51В и итальянский CR-32 (CR-32bis) — по скороподъемности, скорости и особенно маневренности, уступая CR-32 лишь в мощи вооружения. Только появление истребителей «Мессершмитт-109» (и особенно последних модификаций, поступивших на фронт в конце войны в 1939 г.) изменило не только количественное, но и качественное соотношение в небе Испании в пользу мятежников.
Постепенно в боях была выработана успешная тактика взаимодействия скоростных истребителей И- 16 с маневренными И-15. И-16 должны были догнать врага, завязать бой, после чего И-15 сковывали в маневренном бою истребители противника, а И-16 совершали атаку бомбардировщиков.
Истребители И-15 с честью прошли войну в Испании.
Сложности с поставкой самолетов в условиях организованной фашистским блоком морской блокады Пиренейского полуострова и двуличной позиции стран Запада вынудили испанское правительство организовать постройку И-15 на своих заводах в Аликанте (Сабаделе) SAF-3/16 и Ре-усе SAF-3. Всего испанская авиапромышленность за 1937–1939 гг. сумела построить 214 истребителей И-15. За 19361938 гг. из СССР было поставлено 166 самолетов. Однако в условиях ожесточенных воздушных боев этого оказалось недостаточным.
В 1937 г. небольшую партию И-15 поставили и в Китай. Там они встретились с новейшим японским истребителем И-95 (Ki-10), опытный экземпляр которого совершил первый полет в 1935 г. Самолеты имели близкие совокупные боевые характеристики. Но и здесь И-15 превосходил японский истребитель в маневренности и скороподъемности.
Была попытка организации постройки самолета — аналога И-15 (ввиду отсутствия чертежно- конструкторской документации) на авиазаводе в Куньмине под обозначением «Чжун 28 — И» (28-2). Их выпустили около 30 экземпляров.
О применении сведений нет.
В целом И-15 показал себя неплохим истребителем. Но широкое признание пришло к машине уже после снятия его с производства.
Тогда, в сентябре 1935 г., решение ВВС отказаться от серийной постройки самолета вызвало недоумение у многих авиационных специалистов, прежде всего у Н. Н. Поликарпова, поскольку достоинства И-15 были несомненными. Взяв за основу проект истребителя ЦКБ-3 № 1 дублер, он, учтя отрицательное отношение ВВС к «чайке», оперативно разработал проект нового эталона И-15 на 1936 г. с нормальным центропланом. Оказалось, что его летные характеристики получаются близкими к исходному образцу.
О результатах исследований Поликарпов сообщил руководству авиапромышленности.
15 октября 1935 г. начальник главка Г. Н. Королев направил в адрес заместителя наркома обороны М. Н. Тухачевского письмо следующего содержания, в котором нашли отражение все основные положения докладной записки Поликарпова:
По указанию Тухачевского, ВВС вынуждены были пересмотреть свою позицию по отношению к И-15. Однако от Поликарпова потребовали реального подтверждения возможности улучшения характеристик машины.