Чтобы хоть как-то улучшить положение в воздухе, командование ВВС КА 4 сентября пошло на крайние меры – бросило в сражение еще не полностью укомплектованную 16-ю ВА генерал-лейтенанта П.С.Степанова (с 28 сентября – генерал-лейтенант С.И.Руденко).
К началу боевых действий в составе 228-й штурмовой (688-й, 694-й, 783-й и 285-й шал) п-ка В.В.Степичева (с октября – п-п-к Г.И.Комаров) и 291-й смешанной (243-й и 245-й шап на Ил-2 и 30-й бап на Пе-2) п-п-ка А.М.Витрука авиадивизий 16-й ВА насчитывалось 79 исправных штурмовиков Ил-2 – менее трети штатного состава.
Всего же армия имела 152 исправных боевых самолета, из них 42 истребителя и 31 легкий бомбардировщик.
С появлением 16-й ВА группировка ВВС КА на сталинградском направлении увеличилась до 738 боевых самолетов: 313 истребителей, 241 самолет Ил-2, 113 пикирующих бомбардировщиков Пе-2 и 71 ночной бомбардировщик.
Положение в воздухе несколько улучшилось, но не намного – немецкий 4-й воздушный флот (4-й, 5-й и 8-й авиакорпуса) имел в своем составе до 1200 боевых самолетов.
Эффективность авиационной поддержки войск в немалой степени снижалась вследствие недостатков в действиях самих штурмовиков и бомбардировщиков.
Экипажи Ил-2, принимавшие участие в штурмовках, несмотря на отсутствие в районе целей немецких истребителей и слабое противодействие зенитных средств, атаку целей зачастую производили по прямой (без дополнительного поиска) с использованием всего бортового оружия и только в одном заходе. То есть войска противника не подвергались длительному огневому воздействию со стороны "Илов".
Боевые задачи выполнялись в растянутых боевых порядках, выбор маршрута полета к цели и заход на цель – по шаблону (направление, высота, скорость изо дня в день одни и те же), а уход от цели после штурмовки осуществлялся экипажами нередко вообще без соблюдения какого-либо боевого порядка – по одиночке. Собственно говоря, при уходе от цели группы, как таковой, у штурмовиков уже не было: "…на цель заходили вместе, а потом я туда, а он сюда, и я его больше не видел…" В результате полное отсутствие действенного огневого взаимодействия между экипажами и, как следствие, большие потери от истребителей люфтваффе, которые "ловили" Ил-2 главным образом на выходе из пикирования и на отходе от цели, когда штурмовики "…вытягивались в длинную кишку". Прикрытие же своими истребителями растянутых порядков было весьма и весьма затруднительно.
Вместо эффективного противозенитного маневра в районе цели летчики-штурмовики часто выполняли лишь рыскание по курсу в плоскости полета. В зоне непосредственного огня отвороты производились не в сторону разрывов снарядов зенитной артиллерии, а в противоположную сторону. В результате немецкие зенитчики легко брали "Илы" в "вилку" и уверенно поражали четвертый, пятый и шестой самолеты в группе.
Много потерь Ил-2 и экипажей от огня зенитной артиллерии немцев происходило в это время вследствие поражения (в основном осколками от зенитных снарядов) масло- и водорадиаторов потому, что летчики забывали закрыть над целью бронеэаслонку.
Кроме этого, иэ-за нехватки Ил-2 и истребителей командование воздушных армий сталинградского направления было вынуждено формировать сборные группы штурмовиков и истребителей прикрытия иэ разных авиаполков, которые, вполне естественно, не могли обладать хорошей групповой слетанностью, а значит, показывать высокую эффективность в бою.
Отметим, что недостатки боевого применения штурмовиков Ил-2 обуславливались главным образом имевшими место серьезными просчетами в порядке формирования, комплектования и боевой подготовки штурмовых авиаполков.
Дело в том, что восполнение потерь воздушных армий в этот период осуществлялось путем вывода из их составов штурмовых авиаполков, понесших наибольший урон, и ввода в бой свежих маршевых полков. Поскольку авиаполки имели 20-самолетный состав, а потери были значительными, то полки на фронте менялись очень часто. При этом опытный летный состав из фронтовых полков, успевший к моменту вывода хорошо изучить район боевых действий, тактику боя немецких зенитчиков и истребителей, а также боевые возможности штурмовика Ил-2 и тактику его применения на фронте, надолго выбывал из боя. Более того, выводимые в тыл авиаполки нередко подвергались коренной реорганизации, в результате чего теряли боевые традиции и преемственность боевого опыта, а после доукомплектования направлялись на другое направление. Качественное же состояние маршевых штурмовых авиаполков, прибывающих на замену, оставляло желать много лучшего, так как полки формировались в основном из летчиков-сержантов, не имевших ни боевого опыта, ни большого налета на боевом самолете. В наиболее благополучных полках удельный вес летчиков-штурмовиков, имевших хоть какой-то боевой опыт, не превышал 30% всего состава (из них 40-60% на самолете Ил-2, остальные – на Р-5, У-2, СБ, Пе-2), летчиков, окончивших летную школу и имевших опыт полетов на самолете Ил-2 (от 3 до 20 часов, при среднем налете на одного летчика 13 часов) – не более 40% остальные 30% приходились на летчиков из летных школ с небольшим налетом на самолетах старого типа. Средний налет по слепой подготовке не превышал 1,5 часов (2-3 посадки).