Este primer vuelo no brilló con acción, puesto que el avión de reconocimiento italiano no tardó en retirarse al ver los cazas que se acercaban en su dirección. Sin embargo, al día siguiente el cielo de la capital española se convirtió en un auténtico campo de batalla.
Doce bombarderos alemanes Ju-50, acompañados por dos cazas italianos Fiat CR-32, se enzarzaron en un combate con la aviación republicana. Dos bombarderos fueron derribados, pero la escuadrilla soviética también sufrió pérdidas: uno de los cazas fue abatido. Por desgracia, el piloto Piotr Mitrofánov, aunque logró saltar con el paracaídas, este no se abrió.
Uno de estos combates, ocurridos el 6 de diciembre de 1936, fue descrito por el piloto soviético Konstantin Kolésnikov.
"A las 11.30, la escuadrilla fue dirigida de emergencia a Madrid por la aparición de los Junkers. Esta era la tercera alarma del día. Al llegar a Madrid, hemos visto dos grupos de bombarderos Heinkel, que volaban a una altitud de 3.000 metros sobre la Casa del Campo", relató el piloto.
"Yo estaba a unos 2.000 metros, y decidí acercarme a ellos por detrás desde el lado del sol, y ascender mientras me preparaba para ello. La maniobra salió bien: llegue a los 3.100 metros y me dirigí a ellos. Nos vieron cuando estábamos ya a una distancia de 300 metros", explicó.
"Entraron en pánico y rompieron la formación, pero ya era demasiado tarde: los cinco aviones de nuestro grupo literalmente atravesaron su formación mientras disparaban. En aquella pasada derribamos dos Heinkels", recordó Kolésnikov.
En aquella época, los cazas biplanos I-15 eran máquinas modernas. Podían alcanzar una velocidad de hasta 370 km/h y podían volar a una altitud de 9.800 metros. Su armamento consistía de cuatro ametralladoras de 7,62 mm. De hecho, debido a su forma, los pilotos españoles los llamaban chato.
Sin embargo, con la llegada de los cazas alemanes Messerschmitt Bf-109, que eran las aeronaves más avanzadas de su tiempo, la aviación republicana perdió gradualmente la superioridad aérea. Al final, en 1938, los pilotos voluntarios soviéticos fueron llamados de vuelta a la URSS.