И-153 "Чайка" размах 950мм

Первые двадцать самолётов И-153 приняли участие в боях на реке Халхин-Гол в начале июля 1939 года. В первом столкновении японские истребители совершили ошибку, приняв И-153 за И-15 и понесли потери, но уже тогда нёс большие потери и мог применяться только совместно с И-16.

Зимой 1939—1940 года И-153 использовались в ходе советско-финской войны, при этом восемь советских И-153 различной степени исправности стали финскими трофеями и в дальнейшем использовались ВВС Финляндии. После начала Великой Отечественной войны в 1941—1942 гг. самолёты И-153 использовались ВВС Финляндии, в том числе для ведения авиаразведки в прифронтовой зоне (в этих случаях, финские И-153 использовались под видом советских самолётов — с советскими опознавательными знаками).

К началу Великой Отечественной войны окончательно устарел и не мог, ввиду низкой скорости, догнать даже некоторые модификации Ju.88 и Dornier, не говоря уже про истребители (Bf.109). Однако в начале войны применялся в качестве истребителя, в том числе в ПВО при обороне Москвы, а также в качестве лёгкого штурмовика.

Всего было выпущено 3437 единиц.