В «испанский период» своей истории истребители И-16 сыграли важную роль, выступив в роли главного «добытчика» трофеев — новейших самолетов немецкой конструкции, знакомство с которыми представляло большой интерес для советской авиапромышленности. Так, 4 декабря 1937 г. после неудачно проведенного воздушного боя вынужденную посадку совершил истребитель Bf. 109B. Самолет попал в руки республиканцев. Через две недели аналогичная участь постигла бомбардировщик Не-111. Оба немецких самолета вывезли в Советский Союз, где их тщательно изучили и испытали.
Истребители И-16 в Испании
Первые «моски» прибыли
В октябре 1936 г. первая партия из 31 истребителя И-16 была разгружена в военно-морской базе Картахена. Самолеты быстро собрали на близлежащем аэродроме Лос-Алькасарез. Из советских летчиков и самолетов сформировали три эскадрильи, которыми командовали А. Тарасов, С. Денисов и К. Колесников. Позже эскадрильи перебазировались в Алькала-де-Хинарес и Кампо XX, последний аэродром более известен как Эль-Сото.
В феврале 1937 г. в Испанию доставили еще 31 истребитель И-16. Пополнение позволило восполнить потери и сформировать четвертую эскадрилью. Теперь эскадрильями командовали Борис Смирнов, Сергей Плигунов, Сергей Денисов и Константин Колесников. 21 мая в Картахене транспорт «Антонио Сатрустигу» разгрузил еще 62 истребителя. Опять были восполнены потери в самолетах и сформирована новая, пятая, эскадрилья под командованием Валентина Ухова. Вскоре Ухов стал командиром вооруженной «москами» 21-й группы. 8 июля в Испанию прибыло судно «Кабо Санто-Томе», имевшее на борту 31 самолет И-16. Опять восполнили потери и сформировали очередную эскадрилью. Командование шестой вооруженной истребителями И-16 эскадрильей принял Александр Иванович Гусев. В это же время несколько УТИ-4 поступило в школу высшего пилотажа в Эль-Кармоли. Месяцем позже, 10 августа, 62 самолета доставил транспорт «Кабо Сан-Августин». Часть из них поступило в Эль-Кармоли, часть оставили в резерве, часть пошло на восполнение потерь.