Замкомэска А.А. Артемов в девяти вылетах сбил три самолета, замкомэска А.С. Данилов вступил в бой с девятью Bf 110, два из них сбил, а третий, расстреляв все патроны, таранил своей «Чайкой».
Хотя в начале 1941 г. в истребительные части советских ВВС стали поступать новые самолеты, к началу боевых действий далеко не всем летчикам удалось их освоить. 129-й иап из состава 9-й сад, базировавшийся на аэродроме
Заблудово южнее Белостока, имел в день начала войны два комплекта машин — 61 МиГ-3 и 57 И-153. Воевать пилотам полка пришлось на самолетах обоих типов.
123-й иап из состава 10-й сад, базировавшийся на аэродроме Стригово, в дополнение к 61 И-153 получил в начале лета 20 новых истребителей Як-1. Но «Яки» были собраны лишь 19-го, за три дня до рокового 22 июня. Первый уничтоженный самолет записал на счет 123-го иап командир полка майор Сурин. На Як-1 он сбил в пять утра первый Bf 109. Всего в четырех вылетах в течение дня Сурин уничтожил три вражеских самолета. Основной массе пилотов пришлось воевать на привычных «Чайках». Около 8 часов утра четверка И-153, ведомая капитаном Можаевым, прикрывая наземные войска в районе Бреста, встретила 8 Bf 109. В неравном бою советские пилоты свалили три немецких истребителя, потеряв одну машину. Всего за этот день летчики 123-го иап уничтожили около 30 немецких самолетов, потеряв 9 своих.
Несмотря на героические действия пилотов, потери советской авиации 22 июня 1941 г. оказались весьма значительны. Только ВВС Западного округа (с началом войны преобразованного в Западный фронт) потеряли в этот день более 700 самолетов. Большая часть их погибла на земле, так и не успев подняться в воздух.
Удары немецкой авиации по советским аэродромам продолжались и в последующие дни. До конца месяца авиация Западного фронта, имевшая на 22 июня 1941 г. 1900 самолетов, потеряла около 1200 машин.
Неприятель до 5 июля 1941 г. потерял более 800 самолетов, причем основная доля потерь была в полосе действия авиации Западного фронта. Внесли свой немалый вклад в этот боевой счет и истребители И-153.
Уже в ходе боев на фронт стали поступать авиачасти из глубокого тыла. 29-й Краснознаменный истребительный авиаполк, входивший в 31-ю смешанную авиадивизию, базировавшуюся на Дальнем Востоке, имел на вооружении истребители И-153 и И-16. Во второй половине июня соединение получило приказ о перебазировании к западной границе Советского Союза. О начале войны узнали уже в пути. 3 июля, под Свердловском, самолеты сняли с железнодорожных платформ, собрали и отправили по воздуху к месту разгоравшихся сражений. В первых числах июля 29-й иап вместе с двумя бомбардировочными полками 31-й сад прибыл на Западный фронт, всю дивизию сосредоточили в районе города Бологое. Бои в этот период велись уже на подступах к Смоленску, и Ставка Верховного Главнокомандования прилагала все усилия для укрепления фронта, подтягивая сюда резервные армии. К исходу б июля 29-й иап, который еще находился в пути на фронт, получил боевую задачу по прикрытию с воздуха мест выгрузки и сосредоточения частей 29-й армии. Полк, имевший на вооружении 62 истребителя И-153 и И-16, разделили на две части с местами базирования на аэродромах Домославль и Едрово.
На рассвете 7 июля дальневосточники включились в боевую работу, действуя в районе населенных пунктов Вышний Волочек, Бологое, Андреаполь, Селижарово. Уже в первые дни начались вылеты на разведку, прикрытие своих частей и штурмовку наступающих немцев. 18 июля летчик 2-й эскадрильи 29-го иап младший лейтенант Юхимович вылетел на перехват Ju 88 и сбил его. Эта первая победа в полку была добыта на И-153 «Чайка».
Последующие дни также отметились боевыми успехами. 28 июля пара «Чаек» командира эскадрильи капитана Тормозова и младшего лейтенанта Дудина получила задачу по прикрытию переправы на реке Ловать у деревни Севастьянове (район Великих Лук). Путь предстоял не близкий, вылетели с подвесными баками.
В районе цели пару атаковала четверка Bf 109, однако в ответной атаке Николаю Дудину удалось поджечь один немецкий истребитель. Немцы в свою очередь подбили самолет Тормозова, у него загорелся левый подвесной бак. Пытаясь сбить пламя и сбросить баки, комэск в глубоком скольжении вывалился из боя. Тройка Bf 109 переключила внимание на «Чайку» Дудина. И напрасно. Тормозов, справившись с пожаром, сбросил баки и, развернувшись, сбил вторую неприятельскую машину. Еще один «мессершмитт» был уничтожен Дудиным в лобовом таране. Сам пилот приземлился на парашюте в расположение наших войск. Капитан Тормозов благополучно вернулся на свой аэродром. Так как бой проходил над своей территорией, обломки сбитых немецких машин обнаружили поблизости. Оказалось, что в этом воздушном бою были сбиты все четыре «мессера».
За этот и другие воздушные бои Николая Дудина в октябре 1941 г. удостоили звания Героя Советского Союза. Кроме него еще четверо наиболее результативных летчиков полка с десятью и более победами получили звание Героев. 29-й иап весьма неплохо поработал в этот период на дальних подступах к Москве. Только за два месяца боев летчики полка сбили 47 самолетов противника. При этом они неоднократно привлекались и к выполнению штурмовых действий. 6 декабря 1941 г. 29-й иап, за проявленную отвагу, мужество, стойкость и героизм, приказом Наркома Обороны был удостоен звания Гвардейского и стал именоваться 1-й Гвардейский истребительный авиационный полк. Полк, ведущий родословную от авиаотряда знаменитого русского летчика П. Нестерова, закончил войну в Берлине и Праге.
В ночь с 21 на 22 июля немецкая авиация начала массированные налеты на Москву. Созданный 20 июня 1941 г. для обороны советской столицы 6-й истребительный авиакорпус насчитывал в середине июля 783 боевые машины, среди них «Чаек» насчитывалось 94, то есть около 12%. С приближением фронта эти самолеты в основном использовались для нанесения ударов по наземным целям. Одним из наиболее отличившихся при этом соединений стал 120-й иап, имевший на вооружении истребители И-153. До конца 1941 г. летчики 120-го авиаполка неоднократно вылетали на штурмовку немецких войск. В декабре, когда полк базировался на Центральном аэродроме Москвы, пилоты И-153 при проведении воздушной разведки первыми обнаружили отступающие от советской столицы вражеские колонны. За успешную боевую деятельность 120-й иап в марте 1942 г. получил звание Гвардейского.
В середине августа шестерку И-153 из 738-го иап, прикрывавшую наземные войска в районе станицы Червленая под Грозным атаковала пара Bf 110 и оказалась сбитой. Участник этого боя, летчик Александр Лебедев (позже он стал одним из самых известных полярных пилотов) в последних числах октября 1942 г. вылетел на перехват четверки Ju 88, заходивших на бомбардировку города Орджоникидзе. На своей «Чайке» Лебедев сбил в лобовой атаке ведущего вражеской группы, а остальным самолетам не позволил прицельно отбомбиться.