За период с 22 июня по 16 декабря 1941 г. летчики полка произвели 2080 боевых вылетов общим налетом 1784 ч, в том числе провели 182 штурмовки наземных войск противника, нанесли 68 ударов по аэродромам неприятельской авиации, выполнили 444 полета на сопровождение бомбардировщиков, 1012 боевых вылетов на прикрытие своих войск, 106 полетов на разведку, 205 полетов на перехвот и отражение налетов противника. Было проведено 473 воздушных боя. В воздушных боях и при штурмовках аэродромов уничтожено 17 вражеских самолетов и сбит аэростат наблюдения. Свои боевые потери за этот период составили 83 самолето, 40 из которых были уничтожены противником на земле 22 июня; потери в личном составе – 39 летчиков и трое техников.
В декабре 1941 г. полк убыл из 8-й иад на пополнение летным составом в 1-й запасной авиаполк 2-й авиабригады Московского военного округа.
В мае 1942 г. полк получил 21 истребитель ЛаГГ-3 и 1 июня убыл на Брянский фронт в состав 256-й иад 2-й воздушной армии.
На Брянском фронте полк сражался до 6 июля 1942 г. С 4 июня по 6 июля 1942 г. было произведено 285 боевых вылетов с налетом 244 ч, проведено 66 воздушных боев, в которых сбито семь самолетов противника; свои потери – девять истребителей ЛаГГ-3, семь летчиков.
28 июня при таране разведчика Hs- 126 погиб командир полка майор Владимир Николаевич Калачев. Свой боевой счет Калачев открыл на Халхин-Голе, где сбил два японских самолета. 29 августа 1939 г. ему было присвоено звание Герой Советского Союза. В Великую Отечественную войну майор Калачев сбил четыре самолета противника лично и два в группе.
В августе 1942 г. во 2-й запасной авиабригаде (станция Сейм Горьковской области) были получены истребители Ла-5. Полк в составе двух эскадрилий (21 самолет Ла-5) вошел в состав 287-й иад 8-й воздушной армии Сталинградского фронта.
Под Сталинградом полк под командованием капитана Тарасова сражался до 23 декабря 1942 г. Летчики выполнили 517 боевых вылетов, провели 201 воздушный бой. В воздушных боях было сбито 26 самолетов противника, свои потери составили 20 самолетов и девять летчиков.
26 декабря 1942 г. штаб, руководящий технический состав и часть технического состава (всего 42 человека) под командованием капитана Тарасова убыли в тыл на доукомплектование.
Зимой 1942 – 1943 г.г. полк был фактически заново сформирован. В декабре летный и технический состав были направлены на доукомплектование 4-го и 293-го иап. Полк же заново «наполнился» личным составом в январе 1943 г. Летный состав почти полностью был переведен из 5-го иап Дальневосточного фронта, технический состав – из 20-го запасного авиаполка Сибирского военного округа. Комплектование полко проводил бывший командир 5-го иап майор Исаков. Все три эскадрильи полка получили именные самолеты Як-7б «Башкирский колхозник» (всего 32 истребителя). Передача истребителей состоялась 26 января 1943 г. в торжественной обстановке в присутствии делегации колхозников Башкирской АССР. На церемонии в качестве почетного гостя присутствовал ветеран полка времен Гражданской войны генерал-майор авиации Шелухин, в тот период занимавший должность командующего ВВС Сибирского военного округа.
С 30 января 1943 г. полк официально вошел в 278-ю Сибирскую Сталинскую иад 3-го истребительного авиационного корпуса Резерва Главного Командования. Корпусом командовал генерал-майор Е.Я. Савицкий. В апреле с летным составом полка встречался конструктор самолетов «Як» генерал-лейтенант инженерно-авиационной службы А.С. Яковлев.
Подпись но обороте фотографии «Но этой машине я не получил вторую звезду. 1945 г. Берлин. А. Ситковский». На фюзеляже «Яка» изображено эмблема 3-го ИАК
Гв. лейтенант В. И. Меркулов
После боевого вылета
К боевым действиям возрожденный 15-й иап приступил 16 апреля 1943 г. Корпус Савицкого, вместе с двумя другими истребительными авиакорпусами РГК, стал той силой, которая переломила ход воздушного сражения в небе Кубани. Именно здесь как воздушные бойцы состоялись многие прославленные в будущем асы. Нашлись такие пилоты и в 15-м иап.
Уже в 13-м боевом вылете, 7 мая, в составе четверки «Яков» лейтенант Климов в одном бою сбил пять немецких бомбардировщиков. Истребитель Климова также был подбит, а сом летчик тяжело ранен. За время войны Василий Владимирович Климов выполнил 263 боевых вылета, провел 65 воздушных боев, в которых сбил 22 самолета лично и два в составе группы. Войну закончил майором, Героем Советского Союза.
Крайне результативно начал свою боевую карьеру другой ас 15-го полка – Александр Николаевич Ситковский. 20 апреля лейтенант Ситковский в первом боевом вылете сбил три «мессера», во втором – два Ju-87, через день уничтожил два бомбардировщика Ju-88. Позже летал на вооруженном 45-мм пушкой Як-9Т, сбив на нем еще пять бомбардировщиков. Войну завершил, имея на своем счету 31 лично сбитый самолет противника (в том числе 15 двухмоторных бомбардировщиков), 1 60 боевых вылетов, 50 воздушных боев. Звания Герой Советского Союза удостоен 13 апреля 1944 г.
Над «Голубой линией» принял боевое крещение Владимир Меркулов. 13 апреля в одном воздушном бою Меркулов сбил два транспортных Ju-52, имевших сильное истребительное прикрытие. Молодого пилота заметил командир 3-го корпуса генерал-майор Савицкий, который неоднократно брал с собой Меркулова ведомым. В сентябре 1943 г. в одном из боев Меркулов (уже капитан, командир эскадрильи 43- го иап) своим самолетом закрыл истребитель ведущего, сохранив тем самым жизнь будущему маршалу авиации.