Во время гражданской войны в Испании в 1936-1939 гг. И-16 впервые был использован в боевой обстановке. Истребители были получены испанской республикой из Советского Союза в конце октября, начале ноября 1936 года. Это была первая партия поставленных машин, состоящая из 31-го И-16 тип 5. Вместе с самолетами прибыли летчики 1-ой авиабригады из Брянска. Группой этих пилотов, состоящей из 3-х эскадрилий, командовал капитан Тархов. Уже 9-го ноября 1936 года И-16 впервые появились в небе над Мадридом. Появление И-16 коренным образом изменило характер воздушных схваток. Новый боец был первым в мире самолетом способным вести бои на вертикали. Основные противники — немецкий истребитель He-51 и итальянский C.R.32 значительно уступали ему по своим летным данным — настолько, что пилотам этих машин было настоятельно не рекомендовано ввязываться в бой, не имея численного преимущества. Это было уже излишним. Ужас встречи с внезапно появившимися И-16, у националистов первоначально был столь велик, что они дали ему прозвище «Рата» (крыса). Республиканцы стали ласково называть своего защитника «Моска» (муха).
Выполнена модель самолета в масштабе 1:48.