1941年6月のドイツによるソ連侵攻以降、ソ連空軍の前線航空機の激しい損耗と航空機生産の混乱によって、I-5は訓練部隊から引き抜かれ1942年初頭まで地上攻撃機や夜間爆撃機として運用された。
随着巴巴罗萨行动的开始，苏联空军的前线承受着巨大的损失，但苏联的飞机生产线却无法适时补充损失的飞机，因此在公元1942年早期，I-5战斗机又以地面攻击机或夜间轰炸机的角色重返战场。