Напротив, действия советской истребительной авиации в ее главном предназначении не могли удовлетворить командование. Все более отчетливо вырисовывалась устарелость советских машин. Старичок И-15бис, не говоря уже о более древних И-15, в воздухе как истребитель показал свою полную несостоятельность: от него свободно уходил и «Фоккер D.XXI», и скоростной бомбардировщик «Бленхейм». Опасным противником для этих машин был даже «Гладиатор», самый «древний» финский истребитель «первой линии», которых было сравнительно немного. Именно в силу изложенных выше причин И-15 чаще стали нацеливать на выполнение задач поддержки пехоты, воздушной разведки и бомбардировки точечных целей. В последнем случае им, как любым «бомбовозам», придавалось истребительное сопровождение из более скоростных И-16. Использовали «бисы», правда, и как истребители ПВО; они быстрее, чем И-16, поднимались по тревоге в воздух на перехват финских ночных бомбардировщиков. Иногда их выделяли и для сопровождения бшшнов-разведчиков – если, конечно, в задании не был заложен длительный поиск цели: продолжительности полета истреби теля для этого не хватало.
И-153 был представлен в двух вариантах: с системами топливопитания от подвесных баков и без таковых. Машин с НТВ было крайне мало (всего 24 штуки в составе 15-го и 38-го ИАП); их использовали для сопровождения дальних бомбардировщиков на всем маршруте боевого полета. Однако скорость И-153 все же была недостаточной даже для того, чтобы держаться в одном строю с ДБ-3 и СБ, не говоря уже о том, чтобы высылать их вперед для «отсечки» вражеских истребителей. Особенно от этого страдали «Чайки» с НТВ, которые, получив увеличенную дальность, несколько потеряли в крейсерской скорости. Ведущие групп бомбардировщиков, встречая в указанной точке прикрывавшие их бипланы, вынуждены были, скрепя сердце, снижать скорость строя, чтобы И-153 не отстали. В результате в отчётах по боевой деятельности авиаполков стали появляться строки типа: «Истребители типа И-153 для сопровождения СБ даже старых серий негодны (вследствие отсутствия превосходства летно-тактических данных), при полёте самолетов новых серий приходилось отказываться от сопровождения…».
Более скоростные И-16 (в советско-финской войне участвовали машины типов 5, 6, 10, 17, 18, 19, 27) если и подвергались критике, то пока лишь со стороны руководства бомбардировочных частей. Радиус действия И-16 (170 км) был недостаточен для того, чтобы осуществлить прикрытие бомбардировщиков на всем маршруте боевого полета.
Уже в самом начале войны командованию авиацией Финляндии стало ясно, что самолётов у страны тысячи озёр явно маловато для ведения серьёзной войны. Образец финской листовки, которыми разведывательные самолёты противника засыпали советские аэродромы. Авторы листовок предлагали посадить на территории Финляндии любой боевой самолёт за 10000 долларов США и возможность проезда в любую страну мира. За всё время войны никто из наших лётчиков не решился на предательство.
Сражаться с финскими истребителями И-16 тип 5 и тип 6 ещё могли, но неубирающееся лыжное шасси и малый запас горючего не позволяли этим самолётам сопровождать бомбардировщики в дальних рейдах. А таких машин в составе советской авиации было ещё довольно много.
С первых дней начала боевых действий обе стороны начали вести пропагандисткую борьбу На снимке пилот советского У-2 грузит пачки листовок.
Если их выделяли для сопровождения ДБ-3, то «ишачки» прикрывали бомбардировщики от атак финских истребителей только до какой-то определенной точки в Финляндии; над ней же встречали сопровождаемых на обратном пути. При полёте к цели бомбардировщики, эскортируемые И-16 с двигателями М-25 (машинами, летавшими нередко с фиксированными в выпущенном положении лыжным шасси), вынужденны были снижать приборную скорость полета строя до 260 км/ч. в противном случае истребители начинали отставать. При выделении для сопровождения машин с двигателями М-62 подобных ограничений не накладывалось, но, как отмечали командиры бомбардировочных частей, значительных преимуществ в тактико-технических данных перед бомбардировщиками и эти истребители не имели. К концу войны на фронт стали поступать более совершенные машины с моторами М-63, однако до конца боевых действий на фронт прибыло две эскадрильи таких истребителей, которые в боях участия уже не успели принять. В 59-й истребительной авиабригаде (ИАБР) воевало звено И-16 (тип 19) с пулеметами СН калибра 7,62 мм под патрон с большей навеской пороха. Эти самолеты поступили в бригаду для прохождения войсковых испытаний еще до начала войны, летом 1939 г. С декабря 1939 г. до конца января 1940 г. они активно участвовали в боевых вылетах; всего из пулеметов СН было сделано порядка 35.000 выстрелов. Вскоре к этому оружию потребовались новые стволы. Инженерное руководство бригады делало соответствующие запросы, в Москву, однако какого-либо ответа на них в течение боевых действий не получило.
При охоте за воздушным противником стали практиковаться действия парой. Летчики-истребители подавали в высшие инстанции предложения, чтобы данное тактическое построение закрепили в авиационных документах официально. Ответ «сверху» вскоре пришел, но содержал весьма любопытное заявление – дескать, поскольку советские летчики, действующие трехсамолетными звеньями, одерживают победы над финнами, предпочитающими действия парами, то наша тактическая концепция правильнее, и менять её не стоит.