Во второй половине ноября 1937 г. первая группа из 23 истребителей И-16 под командованием Прокофьева пересекла Китая с запада на восток. 21 ноября самолеты впервые поднялись в воздух для защиты Нанкина, который с 1927 I. считался столицей Китая, от налета японской авиации. В воздушном бою семерка И-16 сбила три японских самолета без потерь со своей стороны. Воздушные бои конца ноября – начала декабря 1937 г. продемонстрировали высочайшую выучку советских летчиков. Японцы уже не могли действовать столь свободно, период безраздельного господства в небе Китая авиации Страны восходящего солнца завершился. В начале 1938 г. в Китай прибыли еще две группы истребителей И-16. Уже после падения Нанкина к ним присоединилась группа истребителей-бипланов И-153. Перед этой группой стояла задача обеспечить ПВО Уханя. Нанчянга и ряда других городов. Воздушные бои становились все ожесточеннее, к примеру только над Уханем японцы потеряли 18 февраля 12 самолетов. Группа из 54 японских самолетов 29 апреля 1938 г. вдень рождения императора Хирохито опять пыталась бомбить Ухань. В ходе длившегося примерно полчаса воздушного боя пилоты И-16 и И-153 сбили 21 самолет противника. Император получил не самый приятный подарок. Японцы, однако, не угомонились. Третий массированный налет состоялся 31 мая. Поклонники сакэ и икэбаны потеряли еще 14 самолетов. Действия советских летчиков оказались настолько эффективными, что Токио по дипломатическим каналам попросил Советское правительство отозвать своих «добровольцев» из Китая. Москва не делала большого секрета из пребывания сталинских соколов в Китае, так же как и не открещивалось от военной помощи Гминьдану. Позиция Сталина была простой: в Китае мы защищаем свой Дальний Восток от возможной японской агрессии.
Китайские подразделения, имевшие на вооружении истребители И-16
IV татуй (1)
Первый китайским истребительным подразделением, получившим на вооружение истребители И-16 стал 21-й чунгтуй (китайский эквивалент эскадрильи), входивший в состав IV татуй (эквивалент группы или полка). Летчики 21-го чунгтуя отличились в воздушных боях над низовьями Янцзы, при этом подразделение почти не понесло потерь. Командование посчитало, что этот чунгтуй наилучшим образом подходит для перевооружения лучшими советскими истребителями. Два других чунгтуя. 22-й и 23-й, из IV татуя получили истребители И-152. Первую партию из 31 истребителя И-16 предстояло распределить следующим образом: но 12 самолетов в две эскадрильи, пять самолетов – в резерв и по одному самолету командирам подразделений.
Воевавший в Китае генерал Благовещенский писал в 1967 г., что в начале 1938 г. здесь находилось более 120 боевых самолетов, главным образом – истребителей. Приоритет в получении новой техники имели эскадрильи советских летчиков-добровольцев. Соотношение между количеством монопланов И-16 и бипланов И-152 (позже И- 153) все время поддерживалось примерно постоянным. Как и в Испании, в Китае И-16 считался «элитарным» самолетам, доступным лишь опытным летчикам. Аварийность И-16 держалось на довольно высоком уровне, особенно на начальном этапе освоения китайскими пилотами этих истребителей.
В конце сентября большинство самолетов Кертис «Хок III» передали из IV татуя в V татуй, V татуй прикрывал столицу страны Нанкин.