部队在很短的时间内抢修了７０多个新机场和大量军用仓库，并储存了４…８个基数的燃油和润滑油，８…１０个基数的炸弹、炮弹和机枪子弹，以及大量的飞机零部件和生活用品；每个航空兵团都制定出具体的战役推进中的驻防和物质生活保障计划，预选了战役推进后修建机场的场地，组织准备好修建前进机场的部队和物资器材；进行了紧张而频繁的空中侦察，通过空中照相，全面准确地弄清了德军的编成、部署、防御工事的分布、火力点的配置等情况，为陆军部队制定具体进攻计划提供了可靠依据。６月２０日，空军各部队的战役准备工作已经完成，各航空兵团都以低空分散形式秘密地进驻到前沿机场。６月１３…１８日，远程航空兵用４个夜间，出动重型轰炸机１４７２架次，炸毁了德军７个机场，摧毁了德空军第６航空队近６０％的飞机，为夺取战役胜利奠定了基础。
空中突击 打开缺口
１９４４年６月２２日夜，白俄罗斯战役进攻开始，这一天，正是伟大卫国战争二周年纪念日。当夜幕降临之后，苏军远程航空兵出动１０００余架次轰炸机，在第１波罗的海方面军和第３、第２白俄罗斯方面军的正面突击地段进行了猛烈的航空火力准备，对德军防御前沿和纵深的枢纽部及炮兵阵地进行了空中突击。苏联空军近卫塔曼夜间轰炸航空兵第４６团的女飞行员，也投入了极为紧张的战斗，她们发扬连续作战的精神，在一夜间，有的机组连续完成了３…４次战斗出动。６月２３日早晨，由于出现大雾，航空兵战斗行动遇到了很大困难。但是，在第３白俄罗斯方面军的地面部队实施冲击前，空军仍派出１６０架轰炸机，对方面军的正面突击地段进行了空中轰炸。在地面部队实施冲击后，空军又立即派出若干强击机小编队，对地面部队实施强有力的空中支援。飞行员们根据派往地面部队空军联络电台的指挥，对敌步兵群、坦克群、炮兵阵地、战术预备队、抵抗枢纽和敌火力发射点进行了准确的空中袭击，为扫除地面冲击部队前进道路上的障碍发挥了极为重要的作用。
２３日下午，天气变好，空军第１集团军又派出１６２架轰炸机对奥尔沙方向上的戈尔马纳和基列耶沃地区内的德军抵抗枢纽部进行猛烈轰炸。在这次轰炸突击中，近卫轰炸航空兵第１２４团的扎哈尔琴科机组，在机长的脚被敌高炮弹片打伤的情况下，仍坚持战斗，出色地完成了轰炸目标的任务。为表彰他们的英勇战斗的精神，苏联空军授予机组以〃红旗〃勋章。
强大的航空火力准备和及时有效的空中支援，使第１波罗的海方面军和第３、第２白俄罗斯方面军各部队都很快突破了德军的防御。从２４日期，各路部队都展开了突入德军防御纵深的战斗，空军的作战重点也转入支援地面部队向敌纵深的突击作战。为此，仅在战役开始的最初两天，空军第３、第１和第４等３个集团军就出动飞机４５００架次，进行了４２次空战，击落敌机１９架。
６月２４日，第１白俄罗斯方面军开始进攻后，航空兵的出动规模进一步扩大。２３日夜，远程航空兵的３０３架轰炸机和空军第１６集团军的２５０架轰炸机同时出动，进行夜间航空火力准备。２４日上午下起大雨，地面部队发起进攻后，空军实施空中支援极为困难。但是，即使在这样的恶劣天气下，空军第１６集团军仍出动了３２００多架次轰炸机和强击机，对方面军进攻正面的大克鲁申、诺夫卡和季希尼奇地区的德军防御支撑点进行了两次密集的空中突击。苏军航空兵的有力打击使德军遭受重大损失和伤亡，大大削弱了其防御能力。进攻第２天，该方面军的各部队便很快突破德军防御，快速部队开始迅速向敌防御纵深挺进。２６日，该方面军正面的德军开始全线退却。
战役开始后，德军后方机场的航空兵害怕遭受强大的苏军航空兵的打击而不敢出动，因此，空中很少有德军飞机出现。但是，在德军地面防御被打破，苏军迅速向敌纵深发展进攻后，德军航空兵便开始拼命反扑。为了歼灭德军航空兵，苏空军多次对敌航空兵机场进行突击。６月２５日和２６日，空军第１集团军几次轰炸了博里索夫和多库多沃机场。近卫轰炸航空兵第６师对奥尔沙机场也进行了非常成功的轰炸。德军第５１战斗机中队司令部在向上级汇报时说：〃１９４４年６月２５日，奥尔沙机场遭到了狂轰滥炸。尽管对敌机的出现已经发出了警报，但是１架飞机也未能升空。飞行员离飞机太远，当他们跑来的时候，轰炸机已经到了机场上空。中队指挥所被直接命中着火，部队在一段时间内失去了指挥。〃
在战役开始后４天的时间里，苏军航空兵共出动飞机约２８０００架次。在这支强大的航空兵支持下，战役开始后的第５天，苏军各方面军部队便粉碎了正面德军的主要集团，德军的纵深防御已经全面崩溃，开始转入全面退却。苏军的任务开始转入对撤退中的德军进行分割包围。
支援地面部队 歼灭撤退德军
６月２５日，苏军第１波罗的海方面军的第４３集团军和第３白俄罗斯方面军的第３９集团军密切配合，将德军维切布斯克集团（５个师）分割包围在维切布斯克以西的吐纳河南岸地域。２６日，被围德军旗命向西突围，进行了多次反冲击。苏军地面部队在空军第１集团军的支持下，对被围敌军从几个方向上进行向心突击，到２７日晨，被围德军大部被歼灭。当天晚上，其余德军被迫缴械投降。苏军通过维切布斯克战役，歼灭了德军中央集团军群的左翼集团，击毙德军２万余人，俘虏１万余人，缴获了大量的武器装备，解放了维切布斯克和列柏尔等城市，并且形成了从北面包围白俄罗斯首府——明斯克以东德军中央集团军群主力的有利态势。
６月２７日，第１白俄罗斯方面军在博布鲁伊斯克地域合围了德军第３５步兵军和坦克第４１军，共４万余人。根据空军侦察，在博布鲁伊斯克东南的森林里，集结有德军大量的坦克和火炮，并向西北方向上的日洛宾到季托夫卡的公路上运动，企图突破苏坦克第９军刚刚占领的防线，向北突围。苏军在北面的现有兵力要想阻止德军突围确有困难。于是，朱可夫元帅接受了空军主帅诺维科夫的建议，用空军第１６集团军的主力，对突围德军进行密集突击。３小时后，５２６架轰炸机和强击机飞抵目标上空，经过１小时的空中突击，苏联飞机共投弹１５９吨，发射炮弹３８０００发，德军集结地一片火海，成千上万的德军士兵被炸死，幸存者都向附近的森林中逃窜。对这次空中突击，苏军元帅朱可夫这样写道：〃空军第１６集团军的大量轰炸机协同第４８集团军作战，连连突击了敌军集团。战场上出现了烈火，因为大量的汽车、坦克都在燃烧，强烈的火光照亮了整个战场。我轰炸机梯队根据火光，一个又一个地飞临战场上空，向敌人投下各种口径的炸弹。惊慌失措的德军士兵四处逃窜，不愿当俘虏的便成了炮灰，成千上万的被希特勒哄骗的德军士兵死去了，而希特勒曾叫他们相信，可以用闪击战打败苏联。〃
经过航空兵轰炸突击以后，第１白俄罗斯方面军的地面部队开始对被围德军进行猛烈进攻，并于２８日全歼该敌。２９日，又全歼了博布鲁伊斯克城的德军集团，收复了这座城市。通过这一战役，苏军歼灭了德军第９集团军的主力（９个师），击毙和俘虏德军７３６８０人，形成了从南面包围明斯克以东德军中央集团军群主力的有利态势。
在奥尔沙方向上，德军想利用铁路和公路将部队撤向明斯克方向。２５日夜，苏军轰炸航空兵第２１３师和远程航空兵联合行动，摧毁了从奥尔沙向西通往明斯克的所有道路；２６日晨，又出动多批轰炸机摧毁了集结着满载德军官兵和大量作战物资及技术装备的军运列车的托洛钦火车站。白天，近卫强击航空第１１师先后出动飞机１３８架次，对被迫停滞在铁路上的德军用列车进行轮番袭击，摧毁敌机车１０台，军车１５列，使奥尔沙与托洛钦之间的铁路完全瘫痪。同一天，在托洛钦以西１０公里处的１支德军纵队企图向明斯克逃窜，遭到苏军轰炸机和强击机的连续轰炸和袭击，仅两个小时，便被彻底消灭了。这一天的黄昏，苏军近卫坦克第５集团军解放了托洛钦，德军残部被迫从奥尔沙沿着被游击队控制的林间土路向西南方向撤退。苏航空兵与游击队密切配合，追歼这股敌人。当德军纵队撤至归谢利耶地区时，突然遭到游击队的袭击，德军不愿进入森林与游击队作战，便向南逃往特罗伊察村。敌军的行动被苏军航空兵飞行员发现后，苏军强击机立即对正在横渡别列佐夫卡河，企图向南逃窜的德军实施了空中突击，德军在渡口附近丢下近５００辆汽车和一大片尸体，狼狈逃入森林，结果很快被游击队消灭了。
就在这一天，苏联空军第１６集团军奉最高统帅部空军代表的命令，消灭友邻的第２白俄罗斯方面军地带内的撤退敌军。空军第１６集团军出动大批轰炸机和强击机，对别烈津诺地区的德军渡口进行空中突袭。与此同时，空军第４集团军也出动了４０多个强击机编队，对别烈尼奇——别烈津诺公路上的德军进行轮番袭击。从６月２８日至３０日，这两个集团军共出动飞机３３０００多架次，对别烈津诺河渡口以及撤退的德军进行了有效突击。为了坚决堵住大量向西撤退的德军，确保对明斯克以东德军主力的合围，苏军空军第４、第１６集团军，从２９日到７月３日，又出动飞机４０００多架次，封锁住别烈津诺河渡口，歼灭撤退中的敌军。当时，望不到头的德军重炮、高炮、摩托车辆和马匹的行军队伍沿着蜿蜒的公路正朝着别烈津诺河大桥缓缓蠕动。空中看不到几架德国飞机，苏联空军的飞机则连续不断地轰炸、扫射，给敌人造成极大的伤亡，并且炸断了别烈津诺河大桥。在德军工兵抢修大桥时，德军大队人马聚集在桥东，遭到苏军飞机的猛烈袭击，死伤兵员和损失装备不计其数。
正当空军第４和第１６集团军迅速追歼撤退德军纵队时，第３和第１白俄罗斯方面军的坦克兵团已经向明斯克展开了进攻，并于７月３日解放了白俄罗斯共和国的首府明斯克，将德军中央集团军群的主力紧紧包围在明斯克以东的森林中。至此，白俄罗斯战役第１阶段的作战任务已经完成。
１９４４年７月５日，白俄罗斯战役进入了第２阶段。在这一阶段，苏军最高统帅部给空军的作战任务是，空军第１和第４集团军的部分兵力参加第２白俄罗斯方面军第４９集团军和第５０集团军消灭被围在明斯克以东德军中央集团军群主力的战斗，其他航空兵部队则跟随并支援各方面军地面部队在宽大正面上向西进攻。
歼灭被围德军 全面向西推进
７月４日晚，苏军已经完成了对明斯克以东的德军第４集团军大部和第９集团军一部的包围。这些被围在沃尔马河与别烈津诺河之间的德军又被分割成两大部分，一部由第７６突击师师长特劳特指挥，另一部由第１２军军长（第４集团军代理司令）米勒指挥。
为彻底歼灭被围德军，苏军航空兵对被围德军进行了不间断的空中侦察。侦察飞机都采用低空飞行，因而能准确无误地查明德军的配置地点等情报，并立即用无线电向航空兵指挥机构报告。航空兵和地面部队根据侦察情报对敌实施准确有效的打击。苏空军强击航空兵第１４师的侦察机准确地发现并查明被围德军在明斯克东南森林中，有一个巨大的筑垒兵营，据守的德军有几百辆坦克、大量的火炮和５０００余辆装甲车。根据这一情报，苏军航空兵出动了强大的轰炸机编队和由第１４师组成的强击机编队，对德军的筑垒兵营进行了轮番轰炸和扫射。因为飞行高度很低，投弹命中率很高。经过空中突击，苏军击毙德军５０００余人，击毁各种车辆５０００余辆，逃出森林的德军也大都缴械投降。这次空中突击，苏军不仅摧毁了德军的一个坚固营垒，更重要的是给被围德军精神上一个巨大的打击。
７月６日，被围德军分两路，企图向西和西南突围，苏军地面部队在航空兵的支持下，对突围德军进行了有效地堵截和打击，经过４小时的战斗，粉碎了德军的突围企图。７月７日，被围德军又分为若干独立小集团继续向外突围，同样受到了歼灭性打击。至此，被围德军的主力已被歼灭。到７月１１日，溃散到森林中的残敌也被彻底肃清。
在苏军用部分兵力歼灭明斯克以东被围德军的同时，苏军各方面军及航空兵的主力在整个白俄罗斯战场上，向德军防御的后方发动了猛烈进攻，把战线迅速向西推进。在苏军的强大攻势面前，德军节节败退，溃不成军，留下了许多防御缺口。希特勒为挽救败局，不仅把所有的预备队都用于东部战线，而且还从西线东调了８个师，企图堵住白俄罗斯战线上的缺口。这样，堵截和打击德军预备队就成为苏军远程航空兵的一个重要任务，苏军飞机在夜间连连出击，袭击德军的后方运输线，摧毁俄罗斯西部、立陶宛和波兰东部敌占区内的交通枢纽。空军各集团军的航空兵则从空中保障地面部队的安全，并进攻德军的抵抗枢纽，消灭敌军的火力点，支援地面部队的正面进攻。由于航空兵的有力支援，大大减少了地面部队进攻的阻力，加快了部队向前推进的速度。第２白俄罗斯方面军在空军第４集团军的支援下，１０天就向前推进了２５６公里。第１白俄罗斯方面军在５００架轰炸机的支援下，１２天前进了１７０公里。到７月３１日，４个方面军的部队在航空兵支援下，都已完成了预定的战役作战任务，白俄罗斯战役就到此结束了。
在白俄罗斯战役中，苏军航空兵和地面部队密切协同，互相配合，完全击毁了德军中央集团军群，共毙俘敌军５４万余人，其中俘虏德军将军２２人。德军损失飞机２０００架，坦克和自行火炮２３７５辆，火炮１４３９５门，机枪２３０７１挺，汽车５７１５０辆。苏军向西推进了５５０…６００公里，解放了白俄罗斯共和国、立陶宛共和国大部、拉脱维亚共和国一部和波兰东部。在战役期间，苏空军一共出动飞机１５３５４５架次，防空军航空兵出动飞机３１６６架次。苏联空军在白俄罗斯战役中发挥了极其重要的作用，为苏军赢得这场战役做出了巨大的贡献。
最后一战显神威
——柏林战役中的空中支援作战
１９４５年１月至３月，苏军粉碎了东普鲁士、波兰和苏德战场南翼的德军重兵集团，进抵德国中部地区，并于４月初到达离柏林６０公里处，准备对德进行最后一战。
德军此时还拥有数量庞大的陆、空军和大量的物资储备。希特勒力图赢得时间，以期同盟国之间有战争末期产生严重分歧，进而可以同美英政府单独签订协定。因此德军准备进行拼死的抵抗。
为此，德军集中了〃维斯瓦〃和〃中央〃两个集团军群中武器装备精良、战斗力最强的部队，兵力达１００万人，火炮和迫击炮１０４００门，坦克和自行火炮１５