В боях Великой Отечественной войны с первого дня. Первые боевые вылеты на бомбардировку врага сержант А. А. Плохов совершил вторым пилотом на бомбардировщике ТБ-3. Но были полёты не только в тыл врага. С ноября 1941 года по март 1942 года в составе полка участвовал в полётах в осаждённый Ленинград: доставлял продовольствие, вывозил эвакуированных. Зимой 1942 года участвовал в Вяземской воздушно-десантной операции. Освоил новый самолёт — Ли-2. К октябрю 1943 года командир звена гвардии лейтенант А. А. Плохов совершил 255 боевых вылетов на бомбардировку железнодорожных узлов, аэродромов, скоплений живой силы и техники противника, нанёс ему большой урон.