2 февраля 1940 г. истребители 59-й авиабригады из состава ВВС 7-й армии вели воздушный бой. Возвратившийся с разведки командир звена сообщил, что на озере у местечка Маттарила севернее станции Вуоксенниска обнаружены истребители противника. Срочно собрали 15 истребителей, группу возглавил помощник командира полка капитан Бушев. Ударная группа состояла из 3 И-16 и 3 И-153, прикрывающая группа — 9 И-16. В районе станции Иматра вся группа попала под сильный огонь с земли — в результате противозенитного маневра ударная и прикрывающая группы на некоторое время потеряли друг друга. В это время прикрывающую девятку И-16 атаковали со стороны солнца до двух десятков финских истребителей Фоккер D-XXI. Воздушный бой завязался на высоте 2000 м. Подошедшая ударная шестерка сбила два неприятельских истребителя, после чего боевые порядки рассыпались и дальнейший бой продолжался парами. Всего советской стороной было заявлено о 12 сбитых самолетах противника. Наши истребители потерь не имели.
2 марта 1940 г. в районе Тампере 17 И-153 при сопровождении бомбардировщиков вели воздушный бой с 15 Фоккерами D-XX1. Было заявлено о двух сбитых финнах. Наши потери не называются. В этот же день у Тампере 9 И-153 атаковали 11 Фоккеров D-XX1, но противник уклонился от боя.
9 марта 1940 г. в районе северной части полуострова Койвисто произошел воздушный бой пяти И-153 из 59-го иаб ВВС 7-й армии с восьмеркой финских монопланов с убирающимися шасси (указывались «типа Северский или Спитфайр»). Первыми противника внезапно атаковала пара И-153. После скоростной атаки противник стал уходить на свою территорию. Затем подошло еще звено И-153. В результате советские пилоты заявили о 5 сбитых неприятельских машинах без потерь со своей стороны.
В отличие от других участков фронта определенная ясность имеется с использованием И-153 в Особой авиагруппе (ОАГ), созданной решением Главного командования (директива № 0473 от 15.12.39 г.) для разрушения портов в Ботническом заливе и железнодорожных узлов на территории Финляндии. ОАГ организовали из авиации 7-й армии — 35-й сбп на самолетах СБ (Сиверская), 38-й иап на самолетах И-153 (Пушкин). 32 СБ и 31 И-153 во второй половине декабря 1939 г. перелетели на аэродром Синалепа в Эстонии. За период боевых действий самолеты ОАГ произвели 5259 боевых вылета с аэродромов, расположенных в Эстонии. Поначалу, пользуясь плохой погодой, бомбардировщики действовали без прикрытия истребителей. Начиная с февраля 1940 г. использование И-153 увеличилось, в этот период в состав группы вошел 15-й истребительный полк на И-153. Стандартный запас топлива позволял осуществлять полеты на дальности 170 — 180 км. Затем стали использовать подвесные баки и радиус действия «Чаек» увеличился до 250 — 270 км.
Кроме сопровождения бомбардировщиков с февраля 1940 г. И-153 из 38-го и 15-го иап, атаковали наземные объекты, небольшие мосты и железнодорожные станции. Бомбовая нагрузка составляла 100 — 200 кг. Бомбы сбрасывались с пикирования под углом 60 — 80° с высоты 800 м. Летчики группы заявили о повреждении 45 железнодорожных эшелонов. Хотя полного прекращения перевозок не произошло, отмечалось снижение интенсивности движения.
11 марта 1940 г. 12 И-153 из состава ОАГ с высоты 600 м атаковали финский ледокол на участке Хельсинки — Порвоо. Было сброшено 6 бомб ФАБ-100, 22 ФАБ-50 и 8 ЗАБ-50. Отмечено 4 попадания в ледокол.
По финским аэродромам самолеты Отдельной авиагруппы на первом этапе не действовали. В феврале — марте было совершено 18 самолето-вылетов СБ и 116 самолето-вылетов И-153 по аэродромам. Было заявлено о 49 уничтоженных самолетах противника: трех на земле и 46 — в воздухе.
Потери ОАГ до прекращения боевых действий составили 11 СБ, 13 ДБ-3, 5 И-153.
«Чайка» как зеркало советской авиации