Mô hình I-15bis, Monino, 2004. Chú ý với kiểu cánh thẳng đối với phiên bản I-15bis.TsKB-3bisNguyên mẫu.TsKB-3terNguyên mẫu trang bị động cơ piston mạnh hơn M-25V.I-15Phiên bản sản xuất hàng loạt đầu tiên.I-15bis (I-152)Máy bay tiêm kích hai tầng cánh, trang bị 4 úng máy 7.62-mm (0.30-inch)PV-1 hoặc ShKAS, cộng thêm 150 kg (330 lb) bom. I-15bis trang bị động cơ mạnh hơn là Shvetsov M-25V 570 kW (775 PS). Nó có thiết kế cánh trên thẳng. 2.408 chiếc được chế tạo.I-152GK1 máy bay trang bị buồng lái điều áp.I-152TK1 máy bay trang bị 2 bộ tăng nạp cho chế hòa khí.I-15ter (I-153)I-15 phát triển với bộ bánh đáp có thể thu vào được, xem Polikarpov I-153.