Chiến dịch thu được thắng lợi có một phần đóng góp không nhỏ của các Tập đoàn quân không quân 1 và 3 (Liên Xô). Trong 2 tháng, các tập đoàn quân không quân này đã xuất kích 38.946 phi vụ, trung bình hơn 600 phi vụ một ngày. Trong đó có 7.379 phi vụ vận tải (19%); 6.615 phi vụ hộ tống máy bay ném bom và máy bay tấn công (17%); 11.789 phi vụ ném bom (30%), trong số có 8.961 phi vụ ném bom ban đêm (23%); 6.602 phi vụ tấn công mặt đất(17%); 2.279 phi vụ trinh sát và hỗ trợ pháo binh xạ kích (6%); 133 phi vụ vận tải hoàng hóa, vũ khí cho du kích (0,3%); 114 phi vụ rải truyền đơn (0,3%); 4.025 phi vụ liên lạc và làm nhiệm vụ đặc biệt (10,4%). Quy mô hoạt động của không quân Liên Xô trong Chiến dịch Smolensk (1943) cao hơn cả Chiến dịch Stalingrad (14.000 phi vụ), Chiến dịch Kursk (9.000 phi vụ) và Chiến dịch Bagration (13.500 phi vụ). Tiếp sức với không quân mặt trận, không quân ném tầm xa cũng dành hơn 1.500 phi vụ để yểm hộ trực tiếp hoặc gián tiếp cho chiến dịch.