В связи с предстоявшим введением в Красной Армии единоначалия и упразднением института военных комиссаров С. Е. Пономарчуку в сентябре 1942 года было присвоено звание майора, и вместе с тем он был назначен командиром 158-го истребительного авиационного полка ПВО. В январе 1943 года полк под его командованием участвовал в операции «Искра», в ходе которой была прорвана блокада Ленинграда. Всего к марту 1943 года полк майора Пономарчука совершил 629 боевых самолёто-вылетов, провёл 24 групповых воздушных боя, в которых было сбито 13 самолётов противника (12 Ме-109 и 1 Ю-88). Майор Пономарчук к этому времени совершил на фронтах Великой Отечественной войны 124 боевых вылета. Приказом НКО СССР № 255 от 07 июля 1943 года за образцовое выполнение боевых заданий командования 158-й истребительный авиационный полк ПВО был преобразован в 103-й гвардейский в составе 2-го гвардейского истребительного корпуса ПВО. До апреля 1944 года полк продолжал защищать небо Ленинграда от налётов вражеской авиации под руководством С. Е. Пономарчука. В апреле 1944 года Степану Ефремовичу было поручено формирование 400-го истребительного авиационного полка ПВО. За короткое время майор С. Е. Пономарчук проделал огромную работу по укомплектованию полка и обучению его лётного состава тактике ведения воздушного боя. Лётчики полка произвели 578 учебных вылетов, из которых 73 под непосредственным руководством командира полка. К лету 1944 года Степан Ефремович подготовил к боевой работе 26 молодых лётчиков. В июне — июле 1944 года 400-й истребительный авиационный полк ПВО 2-го гвардейского истребительного авиационного корпуса ПВО Ленинградской армии ПВО в рамках Выборгской и Нарвской операций Ленинградского фронта совершил 148 боевых вылетов на сопровождение бомбардировщиков, штурмовку войск противника и его противовоздушной обороны и прикрытие своих наземных войск.