Подальшим розвитком конструкцій винищувача-біплана Н. Н. Полікарпова став І-15. Перший прототип І-15 (ЦКБ-3) з двигуном Райта «Циклон» здійснив свій перший політ у жовтні 1934 року. Головною характерною рисою цього маленького біплана було верхнє крило у формі чайки. І-15 мав відмінну маневреність і був кращим винищувачем у світі за цією характеристикою. Бойове хрещення I-15 отримав під час громадянської війни в Іспанії (1936-1939). Разом з I-16 ці літаки, які отримали прізвисько «Chatos», стали основними винищувачами республіканської авіації Іспанії. І-15 показав у боях суттєву перевагу над винищувачами Националіст Хе 51 і ФІАТ CR-32.