На фронтах Великой Отечественной войны с июля 1941 года, когда полк был переброшен на Центральный фронт и участвовал в Смоленском оборонительном сражении. В сентябре полк был передан Юго-Западному фронту, участвовал в Киевской оборонительной операции. В октябре 1941 года назначен командиром 52-го ближнебомбардировочного авиаполка 79-й авиационной дивизии ВВС Южного фронта. Полк под его командованием успешно действовал в Донбасско-Ростовской оборонительной операции, в Ростовской и Барвенково-Лозовской наступательных операциях, в Харьковском сражении, в Донбасской оборонительной операции 1942 года. К февралю 1942 года командир полка А. И. Пушкин выполнил 40 боевых вылетов.