В начале октября 1942 года полк убыл на Северо-Кавказский фронт, где Фёдоров через 10 дней (с 10 октября) был допущен к исполнению должности командира 132-й бомбардировочной авиадивизии. В составе 5-й воздушной армии Черноморской группы войск Закавказского фронта дивизия под его командованием участвовала в битве за Кавказ, Туапсинской оборонительной и Краснодарской наступательной операциях. В сентябре — октябре 1943 года её части в составе 4-й воздушной армии Северо-Кавказского фронта осуществляли поддержку сухопутных войск и сил Черноморского Флота в Новороссийско-Таманской наступательной операции, в ходе которой были освобождены города Новороссийск, Анапа, Темрюк. В апреле — мае 1944 года дивизия в составе 4-й отдельной воздушной армии осуществляла поддержку войск Отдельной Приморской армии в ходе освобождения Крыма, городов Севастополь и Керчь. За успешные боевые действия при освобождении Севастополя ей было присвоено наименование «Севастопольская».