Летом 1941 г. И-153 «Чайка» наряду с другим самолетом конструкции Н. Поликарпова — И-16, составляли основу истребительной авиации ВВС РККА. На 22 июня 1941 г. в западных округах насчитывалось 1300 истребителей И-153. Кроме того, около 300 «Чаек» и И-15бис входили в состав штурмовых авиаполков. Распределение истребителей И-153 по западным приграничным округам выглядело следующим образом:
ВВС Ленинградского военного округа — 179 штук в составе 7-го; 19-го; 26-го; 153-го и 154-го иап.
ВВС Прибалтийского военного округа — 284 штуки в составе 15-го; 21-го; 38-го; 42-го; 49-го и 148-го иап.
ВВС Западного особого военного округа — 241 штука в составе 122-го; 123-го; 127-го и 129-го иап.
ВВС Киевского особого военного округа — 454 штуки в составе 12-го; 20-го; 23-го; 46-го; 91-го; 92-го; 149-го; 164-го и 165-го иап.
ВВС Одесского военного округа — 143 штуки в составе 4-го и 55-го иап.
С учетом И-153, имевшихся в 61-м; 62-м; 66-м; 74-м; 241-м и 299-м штурмовых авиаполках, общее количество «Чаек» приближалось к 1500 и составляло около 30% всех истребителей, сосредоточенных в западных округах (4226 самолетов).
Кроме того, по данным архивов Министерства обороны СССР, 687 самолетов И-153 числилось в составе авиации Краснознаменного Балтийского, Северного и Черноморского флотов. Правда реально в строю авиации ВМФ находилось около 350 таких самолетов — почти в два раза меньше. Подобное расхождение связано с тем, что многие полки находились в стадии формирования, поэтому большее число относится к штатной численности, а меньшее — к фактической.
По состоянию на 22 июня 1941 г. в ВВС КБФ имелось 108 истребителей И-153 (12, 13, 104-я отдельные авиаэскадрильи и 71-й иап), в ВВС ЧФ — 76 И-153 (8; 9; 32-й иап), в ВВС СФ — 18 И-153 (72-й смешанный авиаполк и 147-й иап).
Кроме вышеперечисленных частей, истребители И-153 имелись в летных школах, частях внутренних военных округов и на Дальнем Востоке. Большинству этих машин с течением времени также пришлось принять участие в боевых действиях.
На исходе самой короткой летней ночи 1941 г. немецкая авиация обрушилась на советские аэродромы. Основной удар пришелся на Западный Особый военный округ. Здесь, на стратегическом направлении Минск — Москва начала боевые действия германская группа армий «Центр», поддерживаемая 2-м Воздушным флотом с 1680 боевыми самолетами. Для уничтожения советской авиации на земле были подняты в воздух не только бомбардировщики, но и все наличные истребители. Хотя основную задачу нападающей стороне удалось выполнить, но самый трагический день для ВВС РККА стал и днем наивысшего героизма и стойкости советских летчиков.
Западный округ прикрывал границу протяженностью 470 км от Гродно до Бреста включительно. На его правом фланге базировались полки 11-й смешанной авиадивизии: 122-го иап с 75 И-16 и И-153 на аэродроме Скидель, и 127-го иап, имевший 72 И-153, базировавшийся в Августове (юго-восточнее Гродно). Оба полка, являвшиеся хорошо подготовленными частями, на рассвете подняли по тревоге на перехват немецких бомбардировщиков. Самолеты, которые оказались неисправными, подверглись бомбардировке и были уничтожены. Остальные приняли бой. Уже в первом вылете летчикам 122-го полка удалось сбить четыре вражеских машины. Первая встреча «Чаек» этого полка с противником произошла в районе населенных пунктов Черлена — Мосты — Гродно. Встретив большую группу немецких самолетов, советские пилоты уничтожили семь машин, потеряв четыре своих.
В течение дня немецкая авиация группами в 10 — 30 самолетов неоднократно подвергала бомбардировке все аэродромы 11-й сад. До наступления сумерек над этим районом не прекращались воздушные бои. В результате летчики 122-го и 127-го полков сбили 35 фашистских самолетов. Командир эскадрильи 127-го иап лейтенант С.Я. Жуковский, в течение дня девять раз поднимался в воздух и в девяти воздушных боях сбил четыре неприятельские машины.
Замкомэска А.А. Артемов в девяти вылетах сбил три самолета, замкомэска А.С. Данилов вступил в бой с девятью Bf 110, два из них сбил, а третий, расстреляв все патроны, таранил своей «Чайкой».
Хотя в начале 1941 г. в истребительные части советских ВВС стали поступать новые самолеты, к началу боевых действий далеко не всем летчикам удалось их освоить. 129-й иап из состава 9-й сад, базировавшийся на аэродроме