1937年7月7日，全面抗战爆发，8月20日中苏签订了互不侵犯协定与军事技术转让协议，

同年，第一批i16-5战斗机进入中国。1937年11月2日，中国空军王牌飞行员高志航奉命接收一批i-16战斗机，然后由其本人率机组飞抵河南周家口，因为天气恶劣原地待命。11月21日机场获得报告，有11架日本轰炸机袭来，高立即命令出战。然而日军战斗轰炸机已经飞到机场上空。在日本飞机的轰炸下，高志航坐上座机，刚刚坐上飞机便被日机炸死，年仅30岁，高阵亡后，国民政府追赠少将军衔。

I-16援助到中国时的主要机型是i-16-10型。与苏联援华航空队一起在抗战初期的作战当中发挥了很大作用，陈纳德（即美国援华航空队大队长，当时的空军顾问。）回忆i-16最深刻印象是其高速俯冲混合动作甩开日机有深刻印象。这个回忆也是其训练飞虎队（即美国援华飞行队）的重要空战技巧。1938年4月28日，史上著名亚洲大空战-武汉大空战拉开帷序幕。当天空军4大队的三个中队的I-15与I-16兵分三路赴武汉三镇，与日军一队13架三菱轰炸机与27架护航战机遭遇，双方展开激烈战斗。日军击落一架轰炸机，11架战机，中方损失九架，阵亡4人。次日，又爆发了第二场战斗，27架日军战斗机与18架攻击机再度飞临武汉，中国空军的第3.4第5航空大队与苏联援华航空队45架i-16起飞拦截。30分钟空战结束，日本飞机被击落31架，击毙飞行员50人：中方损失12架。1939年2月20日，14名苏军飞行员与50名中国飞行员分别驾驶I-15与I-16起飞作战，击落日机9架。2月23日，中苏两国飞行员又击落6架轰炸机。但随着日本军队的飞机数量与质量不断增加，I-16逐渐落后于敌军。1940年10月4日，日军27架轰炸机由8架零战护航，空袭成都，。中方出动I-16拦截，其中5架被击落，19架在地面被击伤。10月7日日军又出动7架零战护航的27架轰炸机空袭昆明，击落中国空军13架I-16，从1940年8月19日至1940年末，日军共出动零战153架次，在自身未受损伤的情况下，击落中方59架飞机。至1941年6月，中国空军仅剩残破的89架I-16和I-15战斗飞机。1941年4月苏联背信弃义，单方撕毁中苏互不侵犯条约。与日本签订了苏日中立条约停止对华军售，且撤走了苏联援华航空队。

可以说伊16见证了中国空军的荣辱与血泪

（来源自阿武爱启人up主的视频）

可以说I-16 15系列战机曾在抗战初期发挥作用，但是由于当时我国没有自主航空工业，且飞行器零件又无法自行制造，加上日军大量增加飞机，且飞机质量不断提升。又出现了零战，隼式这样的空战飞行器，到飞虎队（即美国援华航空队）到来之前，中国处于被动挨打的地步。

直到p40与p43的出现之前，中国空军一直处于被动挨打的地步。

现在看到我军的歼十，歼十五，歼十一，歼十六等飞行器在我军列装并量产，我十分感动，虽然我国三代机的列装进度还不及美国，但是看到我国空军不再受人欺负，不再向当年抗日战争时期那样受制于人，且被动挨打，我就十分高兴了。

向还在夜空中执勤的空军同志致敬！！！