Одновременно в начале войны было осуществлено стратегическое применение советской авиации, выразившееся в серии удачных налетов дальней бомбардировочной авиации на важнейшие объекты врага в глубоком тылу. 8 августа 1941 года авиацией Краснознаменного Балтийского флота был нанесен первый воздушный удар по столице фашистской Германии – Берлину. Несмотря на то, что действия ВВС в целом по объектам противника носили ограниченный характер, они имели важное военно-политическое значение, развеяв миф немецко-фашистской пропаганды о полном уничтожении советской авиации.
Организация надежной противовоздушной обороны Москвы, Ленинграда и других крупных центров страны сорвала планы немецко-фашистского командования нанесения массированных воздушных ударов по крупнейшим городам и военным объектам СССР. В результате совместных действий 1-го корпуса противовоздушной обороны и 6-го авиационного корпуса ПВО был успешно отражен первый массированный налет немецко-фашистской авиации (220 самолет) на Москву в ночь с 21 на 22 июля 1941 года. В результате к городу сумели прорваться около 7-8 самолетов противника. 38* В сентябре 1941 года согласованными действиями истребительной авиации и зенитной артиллерии ПВО Ленинграда и Балтийского флота был сорван план военного командования Германии нанести массированный удар по укрепленным объектам и кораблям флота СССР в Финском заливе путем проведения трехдневной воздушной операции своих военно-воздушных сил.
Попытка уничтожить корабли Балтийского флота в апреле 1942 года в ходе воздушной операции ВВС Германии под кодовым названием "Айсштосс" также не принесла противнику успеха.
В целях повышения эффективности боевого применения Военно-воздушных сил 29 июня 1941 года учреждается должность командующего ВВС Красной Армии – заместителя Наркома обороны по авиации. На эту должность был назначен генерал-лейтенант авиации П.Ф.Жигарев 39* , а с 11 апреля 1942 года – генерал-лейтенант авиации А.А.Новиков. В непосредственное подчинение командующему ВВС передавались Главное управление и штаб ВВС. С этого времени Ставка Верховного Главнокомандования стала осуществлять свое руководство авиацией через вновь созданный центральный аппарат ВВС.
Боевой опыт первых месяцев войны наглядно показал, что существующая организационная структура авиационных соединений и частей является громоздкой и не обеспечивает оперативное управление ими. Весной 1942 года командующий ВВС (генерал-лейтенант авиации А.А.Новиков) представил в Ставку Верховного Главнокомандования предложения о новой организационной структуре фронтовой авиации. Рассматривалось создание крупных авиационных оперативных объединений (воздушных армий), обеспечивающих массирование авиации фронта на главных направлениях действий войск, централизацию управления и эффективность ударов авиационных сил.
5 мая 1942 года, в соответствии с приказом Наркома обороны СССР, в составе ВВС Красной Армии формируется 1-я воздушная армия под командованием генерал-лейтенанта Т.Ф.Куцевалова. 40* В дальнейшем, в течение 1942 года были реорганизованы в воздушные армии ВВС всех действующих фронтов. К ноябрю 1942 года боевая авиация была изъята из подчинения общевойсковых армий. Всего за годы войны во фронтовой авиации было сформировано семнадцать воздушных армий и одна (восемнадцатая) на базе авиации дальнего действия. 41* В мае 1943 года в составе Войск противовоздушной обороны также формируется первая воздушная истребительная армия ПВО. Новая организационная структура фронтовой авиации позволяла централизованно управлять ВВС фронта, широко маневрировать авиационными соединениями, использовать их там, где требовала обстановка. Их численность находилась в прямой зависимости от поставок авиационной техники промышленностью, подготовки летно- технических кадров и той роли, которая отводилась воздушной армии в операции. В первом периоде Великой Отечественной войны воздушные армии, действовавшие на главных направлениях, имели в своем составе 300-400 самолетов, во втором периоде – 650-1000 и в третьем – 1800 – 2500 самолетов и более.
Заметные структурные изменения произошли и в войсках ПВО. С продвижением немецко-фашистских войск в глубь территории СССР потребовало усиления ПВО многих центров и промышленных объектов. В начале июля 1941 года Государственный Комитет Обороны принимает ряд мер по усилению прикрытия Москвы и Ленинграда. Донбасского, Московского, Ярославского и Горьковского промышленных районов, а также по организации ПВО мостов через р. Волга. С этой целью ускорялось формирование частей истребительной авиации, зенитной артиллерии, зенитных пулеметных и прожекторных частей, а затем создается ПВО промышленных районов Поволжья и Волжского речного пути. Ударам фашистской авиации была противопоставлена эффективная система ПВО. 42*
9 ноября 1941 г. постановлением Государственного Комитета Обороны "Об усилении и укреплении противовоздушной обороны территории Союза" Войска ПВО территории страны были выделены в самостоятельный род (вид) Вооруженных Сил. Впервые была введена должность заместителя Наркома обороны по ПВО – командующего Войсками ПВО территории страны (Войска ПВО ТС). На эту должность был назначен генерал-лейтенант М.С.Громадин,
