Вместе с тем, несмотря на возникшие трудности, в истребительной авиации ЛВО «пятерки» все же постепенно заменялись более совершенными модификациями И-16. К началу войны с Финляндией в ЛВО уже поступило 50 пушечных И-16 тип 17, а также немало четырехпулеметных И-16 тип 10. Осенью 1939 г. в ВВС округа начали поступать И-16 тип 18 с двигателем М-62 и вооружением из четырех пулеметов ШКАС, которые лишь в октябре этого года завершили войсковые испытания. Несмотря на то, что в 1939 г. было выпущено уже достаточно много И-16 тип 24 с еще более мощным мотором М-63 2*, в Зимней войне они участия не приняли. Первая партия И-16 тип 24 попала на фронт лишь в марте, в самом конце войны, и поучаствовать в боях эти самолёты так и не успели. Во многом это объяснялась недоведённостью силовой установки, к надёжности работы которой и летом 1940 г. высказывалось немало претензий.
Не было в частях ЛВО и ни одного И-16, приспособленного для несения подвесных топливных баков (ГГГБ), первая партия таких машин прибыла в действующую армию уже после начала войны. Зато в ВВС округа поступил мелкосерийный И-16 тип 19 с пулемётами СН. Фактически это был стандартный И-16 тип 10, у которого крыльевые ШКАСы были заменены на СН. Три таких машины получил 25-й ИАП.
Из таблицы хорошо видно, что львиная доля И-16 находилась в распоряжении ВВС 7- й армии, развернутой на Карельском перешейке, и в составе ПВО Ленинграда. Вообще И- 16 к началу советско-финляндской войны по- прежнему оставались наиболее многочисленным типом истребителя в ВВС ЛВО. Помимо них в составе ВВС ЛВО было 261 И-15бис и 154 И-153, т. е. И-16 составляли 50 % истребителей ВВС округа, однако, фактически их доля в боевом составе была существенно выше, т. к. многие И-15бис являлись «остатком» после перевооружения эскадрилий с И-15бис на И-153. Например, в 4-й эскадрилье 26-го ИАП вместе с 21 «Чайкой» ещё оставались 15 «бисов», в 3-й эскадрилье 25-го ИАП, наряду с И-153, продолжали числиться восемь И-15бис. Кроме того, около 20 % всех И-15бис находились в составе 9-го ШАП, который к началу войны был фактически небоеспособен, т. к. заканчивал перевооружение как раз на этот тип самолета. В 59-й авиабригаде числилось 97 И-15бис, но реально только пять эскадрилий (две в 7-м ИАП и три в группе Сюсюкалова из 38-го ИАП) все еще имели на вооружении эти машины. В 54-й авиабригаде ни одна эскадрилья формально уже не имела на вооружении И-15бис, но при этом 37 таких машин по-прежнему числились в её составе.
1* Организационно объединены в 4-й тяжелый бом-бардировочный авиакорпус.