Стоит сказать, что прибытие новейших на тот момент истребителей И-16 еще больше усилило позиции республиканцев. Как позже вспоминал один из советских добровольцев Г.Н. Захаров: «Мы знали, что [в Алькалу] прибыла ожидаемая нами вторая группа советских летчиков-добровольцев и что эта группа будет воевать вместе с нами в мадридском секторе на истребителях И-16. Известие о прибытии И-16 несколько сгладило тяжелые впечатления последних боев: теперь мы уже представляли солидную силу и у нас появились шансы стать хозяевами в мадридском небе. Ведь до сих пор мы только сдерживали авиацию противника, теперь же нам были по плечу и более сложные задачи».
Более современным истребителем испанцев был скоростной И-16. Этих машин было поставлено относительно немного и первоначально они использовались крайне ограниченно прежде всего для прикрытия позиций республиканцев способом патрулирования на малой высоте. Это давало моральный эффект и являлось хорошим тактическим приемом — ведь атака снизу для бомбардировщиков противника была практически всегда смертельной, к тому же именно сзади — внизу находилась мертвая, непростреливаемая бортовым оружием бомбардировщика зона. Основной целью атаки для летчика был прежде всего бомболюк — при удачном попадании самолет противника взрывался в воздухе.
Однако появление в испанском небе новейшего германского бомбардировщика «Хейнкель» Хе-111 потребовало изменения тактики летчиков-истребителей. Ведь новая машина была, с одной стороны, скоростной, с другой стороны — хорошо вооруженной. Кроме того, самолет был спроектирован с учетом боевого опыта, полученного в Испании, поэтому особое внимание германских конструкторов было приковано к прикрытию двигателей и топливных баков. Уже после первых боев оказалось, что установленный на советских истребителях скорострельный пулемет винтовочного калибра ШКАС, несмотря на прекрасные характеристики, не мог нанести большие повреждения цельнометаллическому самолету.
В результате советские летчики были вынуждены изобрести тактический прием, с помощью которого значительно увеличивалась вероятность сбитая «Хейнкеля».
Как оказалось, наиболее эффективным оказалось пикирование с передней полусферы до одной высоты с бомбардировщиком и атака незащищенных радиаторов или экипажа, находившегося в большом стеклянном носу. В то же время нельзя не отметить, что атака «в лоб» требовала от летчика И-16 точного расчета, при этом ограниченный боезапас не позволял выполнить повторную атаку. Не стоит забывать, что по атакующему открывали огонь одновременно по крайней мере две огневые точки.
Что касается общих моментов тактики истребительной авиации, то, как правило, сближение с противником республиканские летчики стремились произвести неожиданно для него, используя солнце или облачность. Следующая смена тактики произошла в 1937 году, когда над полем боя авиация мятежников начала появляться смешанными группами в 40—50 самолетов.
Поэтому для атаки бомбардировщиков, сопровождаемых истребителями противника, боевой порядок республиканцев делился на три группы. Первые две связывали боем истребителей ударной группы и непосредственного сопровождения. Третья — атаковала бомбардировщиков.
При отсутствии радиосвязи управление в таком боевом порядке командир осуществлял личным примером. При встрече с противником на встречных курсах первый летчик звена И-15, увидевший противника, доворачивал самолет в сторону от него, затем следовал боевой разворот всем звеном, набор высоты в сторону противника… и атака сверху.
В небе Испании практически впервые сложилась такая ситуация, которая впоследствии повторялась неоднократно: в воздушных боях сталкивались самолеты разных поколений. При этом летчики стремились использовать преимущества своей боевой машины, к какому бы поколению она ни принадлежала. Так, пилоты «Мессершмиттов» Me-109 использовали скорость для внезапного появления и уходили после первой атаки вне зависимости от того, удалось сбить противника или нет (кстати, такая тактика и будет излюбленной в ходе боев на советско-германском фронте). С другой стороны, республиканцы старались затянуть их в маневренный бой. Летчики И-15 старались выполнять разворот в горизонтальной плоскости и, используя меньший его радиус, оказаться позади противника. В групповом бою и в невыгодных для себя условиях И-15 обычно использовали оборонительный круг, прикрывая друг друга с задней полусферы. В конце войны при численном превосходстве в бою против Ме-109 летчики И-16 типов 5 и 6 также использовали оборонительный круг.
