Майже одночасно з И-14, над яким працювала в ОКБ А.Н.Туполева бригада П.О.Сухого, конструкторський колектив, очолюваний Н.Н.Полікарповим, передав на випробування новий маневрений винищувач И-15.Схема И-15 - росчалочний одностоечний полутораплан. Колеса неприбираємого шасі закриті обтічниками. Каркас фюзеляжу - фермовий, зварний із сталевих труб. Каркас крил - дерев'яний, оперення - дюралевий. Обшивка скрізь полотняна. Озброєння - спочатку два, а потім чотири кулемети ШКАС. Зігнуте верхнє крило типу "чайка" зменшував загальний аеродинамічний опір літака і покращувало огляд з кабіни. Площа верхнього крила - 14,0 кв.м, нижнього, - 7,9 кв.м. Вага порожнього літака - 960 кг, злітний - 1369 кгЛітак був прийнятий до серійного виробництва і будувався декілька років первинно з двигуном М-22 в 480 к. с., потім з М-25 в 630/715 к. с. Винищувач И-15 в ті роки не мав собі рівних по маневреності на горизонталях. Віраж на нім виконувався за 8 секунд. Льотчики дуже любили цей літак за його стійкість на всіх режимах польоту, простоту пілотування і хороші злітний-посадочні якості. Швидкість у землі - 315 км/год, на висоті 3 тис. м - 367 км/год, потолок - 9800 м. На декілька полегшеному И-15 льотчик В.К.Коккінакі 21 листопада 1935 року встановив світовий рекорд підйому на висоту без вантажу -14 675 м. Першу бойову перевірку И-15 пройшли в небі Іспанії. Активну участь брали підрозділи, озброєні літаками И-15, в розгромі японських загарбників в районі річки Халхін-Гол. Невелика кількість И-15 використовувалася в боях з фіннами і як штурмовики в перші місяці Великої Вітчизняної війни.