Для вооружения 20-мм пушками ШВАК был использован ИП-1 №135005. Самолет переоборудовали и довели на авиазаводе №1 в мае-июне 1936 г. После проведения опытных стрельб в тире, оборудованном на Ходынке, ИП-1 №135005 перегнали на полигон в Ногинск. Отмечалось, что при проведении стрельбы в воздухе 16 июня пушки действовали безотказно. Затем в сентябре 1936 г. самолет прошел государственные испытания с положительной оценкой и с дополнительным требованием ВВС установить в крыле два пулемета ШКАС. Во второй половине 1936 г. на авиазаводе № 135 заложили опытный экземпляр пушечного ИП-1 и малую серию в количестве 5 таких истребителей.
Общее количество построенных ИП-1 на авиазаводе в Харькове составило 90 экземпляров: 31 ИП-1 в 1936 г. и 59 ИП-1 в 1937 г. Первые самолеты поступили на вооружение истребительных подразделений в 1936 г. Практически одновременно в Люберцах под Москвой велись войсковые испытания.
В ноябре 1936 г. из пилотов войсковых авиаотрядов и легкобомбардировочных эскадрилий в Ленинградском военном округе сформировали 55-ю истребительную эскадрилью, вооруженную ИП-1. Обучением строевых пилотов занимался один из испытателей самолета П.Я. Федрови. После непродолжительной эксплуатации к новой технике накопилось достаточное количество претензий, большинство из них относилось к качеству изготовления самолета. При частоте вращения двигателя 1350-1400 об/мин отмечалась тряска, наблюдались деформации в узле крепления руля высоты.
8-я авиаэскадрилья 43-й авиабригады Харьковского военного округа была перевооружена на ИП-1 в марте 1937 г. Некоторое время спустя в эскадрилье отмечалось, что по причине некачественного исполнения на большинстве самолетов текли клепаные топливныебаки. Этот дефект вызывал особую озабоченность, так как пламя из выхлопного коллектора попадало на переднюю часть центроплана (а там и находились бензобаки) и существовала высокая вероятность возникновения пожара. В декабре 1937 г. клепаные топливные баки пытались заменить усиленными сварными баками. Впрочем, текли и они, поэтому полеты со сварными бензобаками были прекращены.
Летом 1937 г. ИП-1 участвовали в учениях Харьковского военного округа. Истребители 8-й штурмовой авиаэскадрильи поддерживали высадку десанта, осуществляемого четырехмоторными ТБ-3 из состава 15-й и 21-й тбаб, взаимодействовали с разведчиками и штурмовиками Р-5.
В 1937 г. шестипулеметные ИП-1 могли быть испытаны в боевых условиях. Заместитель начальника разведывательного управления РККА Никонов в своем письме на имя наркома обороны маршала Ворошилова от 17 апреля 1937 г. предлагал направить 10 ИП-1 в Испанию и испытать их там в качестве штурмовиков. Предлагались к отправке также истребители ДИ-6: 9 штурмовиков и 10 двухместных истребителей. Впрочем, ни те, ни другие в Испанию не попали.
По состоянию на 1 января 1938 г. в ВВС Красной Армии числились 63 ИП-1. 15 экземпляров находились в Ленинградском военном округе (1-я оиэ, аэродром Кресты), 31 – в Харьковском военном округе, 3 – в ВУЗах, и 14 самолетов числились в частях центрального подчинения.
В январе 1939 г. в составе 49-го иап на аэродроме Кресты базировались 16 ИП-1. Указывалось, что их предполагается сдать в ремонт и заменить истребителями И-16. В указанный период два ИП-1 находились в НИИПАВ (Ногинск), 12 ИП-1 в НИИ ВВС, еще 9 находились в резерве.
В 1939 г. ИП-1 оценивался как устаревший истребитель, поэтому возникло предложение дополнительно его доработать и использовать в качестве штурмовика. Для проведения усовершенствований взяли ИП-1, построенный авиазаводом №135 в 1935 г., и вооруженный шестью пулеметами ШКАС. Два из них размещались в толще крыла, а еще четыре попарно в обтекателях, выступающих из нижней поверхности крыла.
На этом самолете для защиты жизненно важных элементов конструкции, бензобаков, мотора и летчика установили броневые листы толщиной 6-6,5 мм (цементированная броня марки «П»), Общий вес бронирования составил 125 кг. Всего таким образом силами НИИ ВВС переоборудовали 8 самолетов ИП-1. При подготовке отчета по проделанной работе указывалось, что бронированный ИП-1 -может успешно и относительно безопасно для себя осуществлять атаки по земным целям и в частности по живой силе противника. Благодаря наличию броневой защиты в задней полусфере, самолет ИП-1 может безопасно выходить из атаки».
В ходе проведения летных испытаний в НИИ ВВС в течение 5-6 июня 1939 г. было совершено 20 полетов. Были зафиксированы следующие летные и технические характеристики:
Вес пустого (кг) 1265
Вес полетный (кг) 1940
Скорость максимальная у земли (км/ч) 320