Perteneciente a la última generación de «ágiles biplanos» el I.15 comenzó a servir en la aviación soviética en 1934. Para 1940 se habían fabricado más de 6.000 unidades, que sirvieron en primera línea en la Gran Guerra Patriótica hasta 1943 como aviones de ataque al suelo, hasta que el Iliushin Stormovik lo desbancó por completo. En España formaron la columna vertebral de la aviación republicana, enfrentados una y otra vez con el Fiat CR.32 de los nacionales.
