Останнім і найбільш досконалим в КБ Н. Н. Полікарпова серії винищувачів-біпланів сімейства був І-153. Він мав верхнє крило у формі чайки, висувне шасі та більш потужне озброєння з чотирма кулеметами ШКАС. Серійні літаки мали радіальні двигуни М-62, пізні серії – більш потужні М-63. Перший політ відбувся в серпні 1938 р. Всього в 1939-1941 рр. було виготовлено 3437 літаків. Влітку 1941 року І-153 «Чайка» склав основу радянської винищувальної авіації з винищувачами І-16. І-153 використовувалися в боях до середини 1943 року. Деякі з них використовувалися на зимових лижних шасі.