W 1930 roku została opracowana dokumentacja pary skrzydeł, które po wykonaniu zamontowano do jednego z dwóch prototypów PWS-10. Samolot został oblatany w grudniu 1930 roku przez pilota fabrycznego Franciszka Rutkowskiego. W opinii oblatywacza samolot miał lepszą prędkość wznoszenia, sterowność i zwrotność w porównaniu do PWS-10, przy nieznacznie niższej prędkości maksymalnej. Z powodu zaawansowania prac przygotowawczych do produkcji PWS-10 i możliwych komplikacji organizacyjnych w przypadku zmiany typu zamówionego samolotu dyrekcja wytwórni poleciła w lutym 1931 roku zdemontowanie maszyny i utajnienie wszelkich informacji o jej powstaniu. Istnienie samolotu zostało potwierdzone przez jednego z konstruktorów – Augusta Zdaniewskiego – po ponad 40 lat od jego zbudowania, w 1971 roku.
Opis konstrukcji i dane techniczne PWS-15 był jednosilnikowym, jednoosobowym dwupłatem myśliwskim o konstrukcji mieszanej. Kadłub tworzyła kratownica spawana z rur stalowych wykrzyżowana cięgnami z drutu, o przekroju owalnym, pokryta z przodu blachą duralową, a dalej płótnem. Kabina pilota otwarta, osłonięta wiatrochronem, z fotelem dostosowanym do spadochronu plecowego.