Останнім і найбільш досконалим у виробництві сімейства винищувачів-біпланів конструкторським бюро Н. Н. Полікарпова був І-153. Мав чайкоподібне верхнє крило, висувне шасі та більш потужне озброєння з чотирма кулеметами ШКАС. Серійні літаки мали радіальні двигуни М-62, пізні серії – більш потужні М-63.

Перший політ був у серпні 1938 року. Всього в 1939-1941 роках було виготовлено 3437 літаків. Влітку 1941 року І-153 «Чайка» був основою радянської винищувальної авіації з винищувачами І-16. І-153 використовувалися в боях до середини 1943 року.

винищувачів І-153  з двигуном М-63 випустили 345 екземплярів. При встановленні на ці вже виготовлені літаки турбокомпресорів (ТК) існувала реальна можливість помітного збільшення висоти їх бойового застосування.На бічній частині капота з кожного боку монтувалося по одному турбокомпресору типу ТК-1. Налітаку І-153  насамперед довелося переробляти капот двигуна на кшталт І-15біс і встановлювати жаростійкі боковини фюзеляжу.