В годы Великой Отечественной войны УТ-1 использовался как лёгкий штурмовик. На машинах в полевых условиях устанавливались два пулемёта ШКАС, либо под крылом, у стоек шасси, либо на крыле, а также попарно четыре снаряда PC. 23 мая 1942 года состоялся первый боевой вылет УТ-1 в ходе обороны Севастополя (всего же до 1 июля 1942 года было совершено 778 вылетов). В августе и сентябре самолёты вели бои на Кавказе. В боях за Новороссийск было совершено 517 боевых вылетов (из них 335 ночных). Действия УТ-1 позволили замедлить немецкое наступление на Кавказ.