Еще до вторжения в СССР (начала операции «Barbarossa»), немецкие Luftwaffe имели, по крайней мере, два экземпляра истребителя И-16, которые были подвергнуты тщательному изучению и оценке. Поэтому немцы, к началу войны уже хорошо знали сильные и слабые стороны И-16. Еще 20 сентября 1938 года, оценочный полет на И-16 был проведен летчиком-испытателем отдела Е2 Испытательного центра Luftwaffe в Рехлине (Rechlin), Генрихом Боваисом (Heinrich Beauvais). Считается, что этот истребитель И-16 был захвачен в Испании. Еще один И-16 тип 18, который был захвачен финнами в ходе Зимней войны, был передан Германии для оценки в апреле 1941 года.
В первые недели Великой Отечественной войны, Luftwaffe уничтожили 4017 советских самолетов в воздухе и на земле. В ходе быстрого наступления немцев в Белоруссии, Украине, Литве, Латвии и Эстонии множество советских самолетов было брошено отступающей Красной армией и захвачено неповрежденными, в пригодном к эксплуатации состоянии.
Согласно документам Luftwaffe, несколько сотен И-16 и УТИ-4 было захвачено на различных Советских аэродромах, наряду с большим количеством двигателей и запасных частей. Интерес к трофейным самолетам И-16 и УТИ-4 проявили Япония и Ирак, которые предполагали использовать их в составе собственных ВВС. Однако, никакое советское военное оборудование в Ирак или Японию так и не поставлялось.
Многочисленные УТИ-4 были переданы в учебные подразделения Luftwaffe. Но «Рата», как истребитель, так и тренировочный самолет, оказались слишком сложным самолетом, чтобы пилоты Luftwaffe, могли летать на нем без аварий. Так 15 июля 1941 года, капрал Пауль Рот погиб на аэродроме Молодежное в результате катастрофы И-16.
30 марта 1942 года, УТИ-4 из Ld. Kilo. 2/12, потерпел аварию при посадке на аэродроме Манхеим-Сандхофен (Mannheim- Sandhofen) в Южной Германии из-за нехватки топлива. Днем позже, 31 марта 1942 года, И-16 (номер 2335) из Ld. Kdo. 2/VI потерпел аварию в Дуинвальд (Duinnwald) под Кельном, его пилот оберфельдфебель Густав Коль (Gustav Koll) погиб. Другой УТИ- 4 (номер 15153128) из Ld. Kdo. 2/12 был тяжело поврежден 5 мая 1942 года, в результате несчастного случая во время рулежки. Недостаток топлива стал причиной аварийной посадки УТИ-4 (номер 15153126) из Ld. Kdo. 2/12 во Франкенхал (Frankenthal) 28 мая 1942 года. Его экипаж, пилот – фельдфебель Гейнц Шмидт (Heinz Schmitz) и инженер – капрал Ерхард Карстен (Erhard Karsten) получили ранения. Неисправность двигателя привела к падению И-16 (номер 521722) из Ld. Kdo. 64 в Киль-Холтенау (Kiel-Holtenau) 14 июня 1942 года. Во время посадки на аэродроме в Шонгау (Schongau) 25 сентября 1942 года, у И-16 (номер 60121) из Ld. Kdo. 1/7 отказал механизм выпуска шасси, в результате самолет получил повреждения.
Этот УТИ-4 (немецкий код – «DM+HD», черный) потерпел аварию в районе испытательного центра в Рехлине (Rechlin), однако, пилот выжил. Хвостовое колесо указывает на то, что это машина поздних выпусков.
Польский УТИ-4 в Techniczna Szkola Lotnicnz (Техническая школа польских ВВС) под Варшавой. Самолет использовался как статический демонстратор в период между 1945 и 1947 гг.