Вскоре после начала Великой Отечественной войны был арестован и впоследствии расстрелян командующий ВВС Юго-Западного фронта Е. С. Птухин. В июле 1941 года на эту должность назначен Ф. А. Астахов. Принимал участие в тяжёлых сражениях первого года войны: Киевская оборонительная операция, Елецкая и Барвенковско-Лозовская наступательные операции, Харьковская операция.