С начала Великой Отечественной войны дивизия полковника Смирнова воевала в составе ВВС 5-й армии Юго-Западного фронта. С первых дней участвовал в Львовско-Черновицкой и в Киевской оборонительных операциях. Особенно удачным был налёт всей дивизией в полном составе на скопление немецкой техники и автоцистерн с горючим в районе города Броды 26 июня 1941 года, когда противнику были нанесены большие потери. В Киевской катастрофе войск Юго-Западного фронта в сентябре 1941 года его дивизия попала в окружение под Черниговым. Полковник Смирнов под свою ответственность поднял в воздух оставшиеся самолёты, которые перелетели из вражеского кольца, а сам со штабом и наземными службами выходил из окружения по земле. Колонная дивизии вышла к своим, но буквально сразу на этом участке немецкие войска вновь прорвали фронт. Смирнов оказался в окружении только с своим адъютантом, в лесу зарыл форму, документы и ордена, на пути к линии фронта был ранен. 24 сентября вышел к своим и до конца 1941 года находился в госпитале.