W 1941 roku, z powodu dużych strat w czasie operacji "Barbarossa" lotnictwo ZSRR przywracało do służby starsze typy maszyn. Również I-5 wróciło do lotów bojowych jako samoloty szturmowe i nocne bombowce. Przestarzałe samoloty szkolne naprędce uzbrajano i wysyłano na linię frontu. Tzw. "Wielka Wojna Ojczyźniana" była pierwszym konfliktem, w którym I-5 brały udział.