El coronel Piatyjin participó en la guerra soviético-finlandesa de 1939-1940 desde los primeros días. Durante la conducción de las hostilidades, su brigada, que formaba parte de la Fuerza Aérea del 13.° Ejército del Frente del Noroeste, realizó 1704 salidas de aviones de combate, pasando 7136 horas en el aire. Como resultado de las incursiones de la brigada en Víborg, Kexholm (actuak Priozersk), Sortavala y la base militar en la isla de Valaam, el enemigo sufrió daños importantes. Iván Piatyjin dirigió personal y repetidamente a la brigada en la batalla, después de haber realizado 25 salidas durante la guerra. El 7 de abril de 1940, el coronel Iván Piatyjin recibió el título de Héroe de la Unión Soviética.