И-153, окрашенный полностью в серый цвет (серийный номер 8252) несет на фюзеляже регистрационный код Люфтваффе – «Н4 + МВ». Этот самолет позже был передан финским ВВС и 27 августа 1943 года перелетел под управлением финского пилота с авиационной базы Хильдесхейм (Hildesheim) в Германии в Финляндию. Здесь этот самолет получил код «IT-31».

Этот И-153 финских ВВС был передан Финляндии из Германии, где он имел немецкий регистрационный код «Н4+МВ». В Финляндии самолет получил номер «IT-31» и хранился до декабря 1943 года на авиационной базе в Утти (Utti). Самолет несет на фюзеляже желтую полосу быстрой идентификации.

В первый день войны, четыре И-153 атаковавших колонну немецких автомобилей перехватили восемь истребителей Messerschmitt Bf-109E. В ходе завязавшегося воздушного боя два Мессершмитта были сбиты, но такие победы летом 1941 года были исключением. Обычно, Messerschmitt Bf-109 демонстрировал значительное превосходство над И-153, но советский самолет мог успешно применяться против бомбардировщиков. Некоторое количество И- 153 было передано в части, специализирующиеся на ночных полетах для перехвата бомбардировщиков, наносивших удары в темное время суток.

С поступлением более современных истребителей, типа Як-1, ЛаГГ-3, и МиГ- 3, старые бипланы И-153 были переданы в учебные полки или приспособлены к штурмовым атакам. Биплан вполне подходил для своей новой роли, и ряд частей штурмовой авиации, вооруженных И-153 воевали до 1943 года.

Финский И-153 («VH-12») в Турку (Turku), сфотографированный 13 июня 1941 года, незадолго до начала «Войны Продолжения». В короткий период мира между двумя войнами, финские И-153 не имели желтых полос быстрой идентификации на фюзеляже.

И-153 ДМ-4 был оборудован двумя прямоточными воздушно-реактивными двигателями ДМ-4, которые работали на авиационном бензине с добавкой этилового спирта. Экспериментальный самолет не имел никакого вооружения. Воздухозаборник на верхней части капота двигателя был заменен двумя воздухозаборниками вверху центральной части фюзеляжа.

Неотложная проблема замены большого количества самолетов, потерянных китайскими ВВС в течение 1940 года, была решена срочными закупками в Советском Союзе. В перевооружаемые заново 3-ю, 4-ю и 5-ю китайские истребительные группы поступило в общей сложности девяносто три самолета И-153. Поставки начались в начале 1940 года, и эти самолеты стали последними полученными Китаем из Советского Союза. В апреле 1941 года, незадолго перед немецким вторжением, советское правительство подписало договор о нейтралитете с Японией, прекратив поставки оборудования Китайскому правительству.

То, что время истребителя-биплана закончилось, ясно продемонстрировали столкновения между И-153 и японским «Зеро». 14 марта 1941 года, десять самолетов Nakajima B5N1, сопровождаемые в полете к Ченгту (Chengtu) двенадцатью истребителями Зеро, были перехвачены тридцатью одним И-153 из 5-й Группы и 28-й эскадрильи. Тогда как И-153 мог легко справляться с бомбардировщиками, он не имел никаких шансов против сопровождавших их «Зеро». Китайцы потеряли шестнадцать И-153 (восемь пилотов погибло, включая командующего группы и его заместителя). Когда стало ясно, что И-153 не в состоянии конкурировать с «Зеро», то большинство сохранившихся И-153 использовались для заданий по перехвату групп японских бомбардировщиков, а их пилотам предписывалось избегать столкновений с истребителями «Зеро».

Положение Китая выглядело бы совершенно безнадежным если бы не перспективы увеличения американской помощи. I июня 1941 года, Китайские ВВС располагали восьмьюдесятью девятью истребителями И-153 и И-16, а также приблизительно девятью десятками различных американских самолетов, главным образом учебных. До начала поступления американских самолетов в рамках китайского Ленд-лиза, основой китайских ВВС оставались советские истребители конструкции Поликарпова – И- 152, И-153 и И-16.

Китайские И-153 летали без передней панели капота в которой располагались жалюзи – обычной принадлежности большинства И-153 в советских ВВС. Китайские И- 153 имели стандартную советскую камуфляжную окраску: верхние поверхности оливково-зеленого цвета, нижние – светло- голубого, с китайскими опознавательными знаками, нанесенными на нижние поверхности крыла. Только некоторые И-153 имели полосатый сине-белый руль. Китайские И-153 обычно несли маленький белый серийный номер на стабилизаторе, а некоторые имели чегырехзначный белый тактический номер на бортах фюзеляжа позади кабины.

И-153 ГК был оборудован гермокабиной, разработанной Алексеем Щербаковым. Капсула кабины экипажа весила около 45 кг. Прозрачный фонарь кабины сдвигался назад, уходя в фюзеляжный гаргрот, который вместо полотна обшивался прозрачным материалом.

В ходе немецкого нападения на Советский Союз, Люфтваффе захватило целый ряд истребителей И-153 на передовых аэродромах в Литве, Латвии, Эстонии, Украине и Белоруссии. Правда немецкие документы говорят о том, что И-153 испытывался отделом Е2 на авиабазе в Рехлине (Rechlin) еще в декабре 1940 года, то есть за шесть месяцев до вторжения в Советский Союз.

Небольшое количество трофейных И- 153 были переданы в недолго просуществовавший 1. Ostfliegerstaffel (1-ю восточную воздушную эскадрилью). В этой эскадрилье пилотами были советские добровольцы из состава Русской Освободительной Армии (РОА), желавшие бороться со сталинским режимом. Однако вскоре это подразделение было расформировано, не осуществился и проект создания Русского крыла в составе Люфтваффе, командиром которого должен был стать бывший советский полковник В.И. Мальцев.

И-153 не представлял особого интереса для немцев и часть неповрежденных И-153 ограниченно использовалась как тренировочные и связные самолеты. По крайней мере, один И-153 (серийный номер 7068), принадлежал к Stab LLG 1. Он получил повреждения из-за неисправности шасси во время посадки на аэродроме Хилдесхейм (Hildesheim) в Центральной Германии 30 июля 1942 года.

И-153 и МиГ-3, захваченные на Восточном фронте летом 1941 года, были разобраны и отправлены в Beutepark der Luftwaffe 5 (Коллекция образцов № 5) в Nanterre-La Folie во Франции. Этот И-153 был в непригодном к полетам состоянии и имел стандартный советский камуфляж и тактический номер – красную «девятку». После того как войска «Свободной Франции» заняли этот район в августе 1944 года, они к своему удивлению обнаружили, ряд британских и американских самолетов, а также почти неповрежденный И-153. После войны, советский истребитель был передан в Musee Г Air на аэродроме Bourget.

Ряд И-153 также демонстрировался на выставках военных трофеев развернутых на территории Третьего Рейха. Истребитель И- 153 в белой камуфляжной окраске (тактический номер «3» желтый), экспонировался в Берлине как часть публичной выставки советского военного снаряжения, под названием Russenparadies (Русский Рай). Поврежденная оригинальная крыльевая стойка этого самолета была заменена немцами двумя трубами, соединенными в виде буквы «X» и обернутыми тканью. 8 мая 1942 года большинство экспонатов этой выставки, включая и И-153, было уничтожено.