I-15是一种高机动性双翼战斗机。由I-5/I-6的设计经验发展而来。初期型号的上机翼为鸥式布置，以便给飞行员提供较好的视野；起落架为固定式；外形比较简洁，某些型号在机轮上还增加了整流罩。飞机的前部机身是铝蒙皮，其余部分为布蒙皮；碟型刹车装置。试飞时装Wright-旋风-SGR-1820 F-3发动机(630/715马力),有两挺带同步射击装置的PV-1机枪。1933年10月11月，进行试飞，随后进入批量生产。
早期的I-15由于苏联按特许生产的旋风发动机(苏联型号M-25)不能按期交货，1934-1935年生产的大部分I-15装M-22发动机，称为I-15M-22。M-25和M-22发动机功率相差较大，M-25为630/715马力,M-22仅有480马力，因而
最大速度和升限都有下降。直到1936年，生产的I-15才全部装用M-25发动机，称为I-15M-25。早期各型一共生产674架，并逐步成为苏联空军的主要战斗机之一。
对于是否应当采用鸥式机翼，当时曾有激烈的争论，以至于1937年生产的I-152取消鸥式机翼而改为平直机翼。在安装了改进型的775马力M-25V发动机后，飞机性能并无多大改进。I-152一共生产了2408架，曾广泛地在西班牙内战和中国抗日战争初期使用。
1936年7月18日，西班牙内战爆发。苏联向共和军方面提供了飞机684架，其中就有部分I-15、I-152。同时苏联还以志愿人员的名义向西班牙派遣了空军人员参加作战，为苏联空军获得了大量的实战经验。就飞机性能来说，I-15是当时参战的双翼战斗机中性能最优越的，和叛军‘秃鹰军团”使用的Bf-109的初期型比较起来，在格斗时还在机动性上略占优势。
西班牙战争后，苏联空军领导机关错误地认为：在未来战争中性能更好的双翼战斗机仍然占有重要地位。所以，进一步发展了I-153型战斗机。I-153装用Shvetsov M62R发动机(1000马力),起落架可以收放，按苏联中央流体力学研究所的试验结果，将机翼又改回鸥式布置，飞机性能有较大幅度的提高，生产3437架。I-152/I-153参加了1938年的哈桑湖和1939年的哈勒欣河战役，对当时日军的飞机形成性能优势。
1937年8月21日，中国和苏联签订了互不侵犯条约，苏联向中国提供军事援助贷款。从1937年10月到1939年9月，苏联向中国空军援助了985架飞机，其中I-15(主要是I-152)347架。援华的苏联空军志愿队的编成中也有部分I-152或-153。在抗日战争初期的空战中I-15系列和日军的早期战斗机性能不相上下，在抗击轰炸机方面还卓有成效。但是在日军“零”式战斗机在中国战场出现后，I-15落后明显，完全不是“零”式的对手，在空战和事故中逐渐消耗殆尽。
1941年卫国战争爆发后，苏联空军中的I-153在性能远逊于德国空军战斗机的情况下坚持战斗到1943年。不过，I-153已经不能和德军战斗机缠斗，主要是用机载的6枚RS-82/RS-132火箭，远距离对德军飞机进行攻击。I-15“海鸥”的最后一战就是在，德军意图切断苏联通过伊朗获取外援武器渠道而采取的大举进攻北高加索山区的进攻战役中,I-153承担起攻击机的角色多次用火箭弹和航空炸弹实施对山区中的德军行军纵队、后勤补给线、德军增援部队实施轰炸，并对防御或进攻中的苏军山地战部队实施火力支援，深受前线部队好评。
尺寸数据：翼展 10.00米，机长 6.17米，机高 2.80米。
重量数据：最大起飞重量 2110千克。
性能数据：最大速度 444千米/时，升限 10700米，航程 470千米。
武器装备：两挺12.7毫米机枪，四挺7.62毫米机枪，翼下可携带100千克弹药。
动力装置：一台Shvetsov M-62R活塞发动机，功率1000马力。
民国空军装备的I-15战斗机
