С мая по октябрь 1937 года – старший лейтенант И. И. Евсевьев участвовал в Гражданской войне испанского народа 1936 – 1939 гг. Летал на истребителе И-16. Командир звена, а позднее – авиационного отряда республиканских Военно – воздушных сил на Мадридском, Арагонском, Северном и Центральном фронтах.
Первую победу одержал на Арагонском фронте под Уэску – сбил истребитель Fiat CR-32. Этот бой И. И. Евсевьев запомнил на всю жизнь. Вот как описывается этот бой: “ По сигналу ракеты две эскадрильи поднялись в небо и полетели к линии фронта. Звено И.И. Евсевьева находилось на правом фланге, позади и несколько выше остальных самолетов. Лётчик заметил, как со стороны противника к ним приближается несколько групп самолетов. И почти одновременно сзади на его звено устремляются четыре “Фиата”. И.И. Евсевьев делает энергичный боевой разворот влево и тут же старается поскорее набрать высоту. Это удается, но его ведомые не ожидавшие такого резкого разворота, отстают от него. Таким образом самолет Евсевьева остается один и тут лётчик замечает несколько ниже себя “Фиат”, тоже оторвавшийся от своих. И.И. Евсевьев сразу же атакует вражеский самолет, дав несколько очередей. ‘’Фиат” валится на крыло и падает.”
В сентябре 1937 года был переведен на Северный фронт, на аэродром, где командовал авиационным отрядом 1-й эскадрильи самолетов И-16. В небе Испании лично сбил 4 и в группе 12 фашистских самолетов. В одном из боев машина Евсевьева получила 48 пробоин.
За образцовое выполнение специальных заданий Правительства по укреплению оборонной мощи Советского Союза и проявленный в этом деле героизм, полковник Евсевьев И.И. постановлением ЦИК СССР от 28-го октября 1937 года удостоен звания Герой Советского Союза с вручением ордена Ленина, а после учреждения знака особого отличия в 1939 году ему была вручена медаль “ Золотая Звезда” № 59.
После возвращения из Испании Евсевьев И.И. был назначен командиром 71-й истребительной авиационной эскадрильи в ВВС Киевского военного округа. Но уже с апреля 1938 года – командир 36-й истребительной авиационной бригады в Киеве. С апреля 1939 года – командир 51-й штурмовой авиационной бригады.
Окончил курсы усовершенствования начальствующего состава при Академии Генерального штаба РККА в 1939 году. С августа 1939 года – командир 22-й истребительной авиационной бригады. С августа 1940 года – командир 38-й истребительной авиационной дивизии ВВС Забайкальского военного округа.
