После возвращения в СССР старшему лейтенанту А. Осадчему сразу было присвоено воинское звание майор и осенью 1937 года он был назначен командиром 72-й истребительной авиационной эскадрильи в Киевском Особом военном округе. С апреля 1938 — командир 28-го истребительного авиационного полка69-й истребительной авиабригады этого округа, во главе полка участвовал в Походе РККА в Западную Украину в сентябре 1939 года и в вводе советских войск в Бессарабию в июне-июле 1940 года. 12 ноября 1939 года ему присвоено воинское звание полковник. В 1940 году вступил в ВКП(б). С марта 1941 года — командир 69-й истребительной авиационной дивизии, но уже в мае переведён на должность командира 64-й истребительной авиадивизии (штаб дивизии в г. Станислав). После сдачи дел в 69-й авиадивизии убыл к новому месту службы накануне войны.