伊-15型各亚型的武装早期型伊-15，两挺7.62毫米口径机枪。中期型伊-152(伊-15bis)两挺12.7毫米口径机枪。后期伊-153四挺12.7毫米机枪，还可挂一百公斤炸弹和两个空用火箭发射架。伊-15(玻利卡尔波夫I-15)，是苏联二战前夕的主力战斗机，也是苏联后期双翼战斗机，也曾经被军援过战时中国的国民政府和西班牙第二共和国。
（由于援助数量不多故战果不明）I-153战斗机中华民国空军在1940年底接收了一批I-153并装备了三个大队。这批I-153为太平洋战争爆发前算是中国战机中总和性能最优异的机种，但除了机械问题以外，更麻烦的是I-153配发不久后即与日本海军新式战机零战对战，性能低落的I-153成为零战的最佳饵食。从1941年3月14日成都空战遭日军16:0的沉重打击后，短短3个月到1941年中中华民国的I-153已折损过半，最后也在1942年各大队前往印度接收美援飞机后迅速除役。
伊-16型1937年（民国26年）7月7日中日战争爆发，8月21日，中国国民政府和苏联签订“中苏互不侵犯条约”，苏联提供武器装备甚至飞行员来中国抗日，但需要说明的是当时苏联供应给中国的武器大多都是二手货但却以新货的价钱要求中国以等价的矿产和茶叶等物资作交换，当中苏联总共提供了142架I-16给中国，包括:I-16-5、I-16-6、I-16-10、I-16-UTI和装备机炮的I-16-24，这些I-16皆用货车散装运到哈密或兰州再组装。
I-16初到中国是在淞沪会战国军失利而首都南京正面临日军兵临城下之际，11月21日，前去接收I-16的中国空军高志航大队长在周家口机场被10架突然出现的日军九六式陆上攻击机炸死，同年12月已有17架I-16-6进驻南京，12月2日乐以琴和董明德以及苏联航空志愿队在南京上空和日机交战，当天日军出动8架九六式舰上攻击机和6架九六式舰载战斗机，中方多架飞机被击落而日方无一损失，故仍阻止不了南京沦陷。
1938年（民国27年）后国军飞行员渐渐熟习I-16的操作，故战果较皆，中苏飞行员在南昌和武汉上空和日机激战，2月18日，12架日军轰炸机在26架战斗机护航之下进犯武汉，中国空军第4大队29架战机起飞，结果在10分钟的空战当中日机被击落12架而中方只损失5架，这是抗战以来国军飞行员第一次在一场空战当中击落10架日机以上而自己的损失又少于日军，这是“第一次武汉大空战”的胜利，4月29日为日本天长节，为了庆祝日本天皇生日，日军出动42架飞机去空袭汉口但惨被中苏飞行员驾驶的I-16和I-15击落26架而国军只损失12架，经此一伇，日机在一个多月内都不敢再来犯，史称“第二次武汉大空战”，5月31日，日军又派出18架轰炸机和36架战斗机空袭武汉，而中苏空军总共48架的I-15和I-16早已在高空严阵以待，此战即是“第三次武汉大空战”，中苏战机向日机俯冲攻击，随即变成一百多架战机的大混战，此战日机被击落14架而中苏空军只损失两架。
