На летные испытания И-17 вышел в сентябре 1934 г. – на восемь месяцев раньше первого прототипа Bf 109. Несмотря на предельно обжатый фюзеляж, новый моноплан Поликарпова не показал существенных преимуществ над И-16 – максимальная скорость составила 455 км/ч. Тесной была кабина, неудачной признали конструкцию шасси. Но самолет отличался хорошей маневренностью и устойчивостью, а также мощным для того времени вооружением из четырех 7,62-мм пулеметов в крыле – словом, имело смысл продолжить его доводку. Увы, из-за загруженности конструкторского бюро работы велись крайне медленно. Второй экземпляр И-17 с доработанным шасси и некоторыми другими усовершенствованиями был готов в 1935 г. А 17 ноября 1936 г. впервые поднялся в воздух третий образец, получивший индекс И-17бис. Эта машина была оборудована немного более мощным двигателем, закрылками, измененным фонарем кабины летчика. Но главное – на ней установили 20-мм мотор-пушку ШВАК, которую дополняли два 7,62-мм пулемета ШКАС в крыле. Испытания показали, что самолет отличается хорошей управляемостью и простотой управления. Магический рубеж скорости в 500 км/ч, правда, так и не был преодолен (различные источники указывают максимальную скорость И-17бис в пределах 465-489 км/ч), но это можно было бы исправить установкой в дальнейшем более мощного двигателя. Именно так поступили в Германии – первые серийные Bf 109В и С имели максимальную скорость всего 460-470 км/ч. В СССР же работы по совершенствованию И-17 велись ни шатко ни валко до 1939 г., когда были окончательно прекращены. Свою роль в такой ситуации сыграло и отсутствие надлежащего интереса со стороны заказчика – ВВС Красной армии. Советские военные в определенной мере оказались заложниками успеха И-16 в Испании…
Сложись ситуация по-другому, уже в 1937-1938 гг. можно было бы ожидать полномасштабного производства И-17. Вероятно, удалось бы избежать и «лихорадки» 1939 г., когда разработка новых истребителей началась едва ли не десятком новых конструкторских бюро. Но история, как известно, не знает сослагательного наклонения. В реальности, пока советские заводы штамповали сотни и тысячи морально устаревающих И-15бис, И-153 и И-16, германская авиапромышленность планомерно внедряла в производство все новые и новые модификации Bf 109 – самолета, обеспечившего Люфтваффе господство в воздухе. Но опыт создания И-17 не пропал даром – именно на этом самолете прошла испытания отечественная мотор-пушка, а сам истребитель задал определенный стандарт – не случайно у Як-1 и ЛаГГ-3 размах и площадь крыла практически соответствовали аналогичным параметрам И-17.