Через три месяца С. Д. Пошивальников вернулся из госпиталя в свою часть, которая находилась на переформирвании. 26 марта 1942 года полк, перевооружённый штурмовиками Ил-2, был преобразован в 800-й штурмовой авиационный полк. Степан Демьянович прошёл переаттестацию и переобучение на новой матчасти. Вновь в действующей армии младший лейтенант С. Д. Пошивальников в должности командира авиационного звена с 15 мая 1942 года на Брянском фронте. Полк, в котором служил Степан Демьянович, вошёл в состав 226-й штурмовой авиационной дивизии 2-й воздушной армии. Однако уже вскоре он был передан Юго-Западному фронту и в составе своей дивизии был включён в 8-ю воздушную армию. В мае — июле 1942 года в ходе Харьковской операции младший лейтенант С. Д. Пошивальников совершил 12 боевых вылетов на штурмовку войск противника и его военной инфраструктуры. Одним из самых удачных эпизодов в этот период стал боевой вылет на штурмовку курского аэроузла немцев. Действуя в составе группы из 6 Ил-2, Степан Демьянович умелыми действиями подавил вражеские зенитные средства, после чего ракетно-бомбовым ударом уничтожил 2 бомбардировщика Ю-88 и повредил 2 истребителя Ме-109. Всего группой было уничтожено 16 самолётов противника. В ходе боёв под Харьковом полк вынужден был действовать без прикрытия истребителей, вследствие чего понёс тяжёлые потери и был выведен на переформирование.