С 1 ноября 1942 года 201-я истребительная авиадивизия в составе 2-го смешанного авиакорпуса 8-й воздушной армии Сталинградского, а с 1 января 1943 года Южного фронтов проделала большую работу по прикрытию наземных войск фронта от ударов авиации противника и оборонительных боях, поддерживала действия войск Сталинградского, Донского и Юго-Западного фронтов в ходе контрнаступления под Сталинградом, участвовала в воздушной блокаде окруженной группировки противника, осуществляла прикрытие и авиационную поддержку наземных войск при разгроме котельниковской группировки врага, затем при наступлении на ростовском направлении. Всего за период с 1 ноября 1942 по 18 февраля 1943 года летчиками дивизии было проведено 170 воздушных боев, в которых сбито 94 вражеских самолета. Кроме того, неоднократно полки дивизии осуществляли прикрытие штурмовой авиации при действиях по мотомеханизированным частям, резервам, пехотным соединениям, артиллерии противника. С апреля 1943 года дивизия входила в состав 4-й воздушной армии Северо-Кавказского фронта, вела боевые действия в районах станиц Крымская, Абинская под Новороссийском. В июле 1943 года она входила в состав 5-й воздушной армии и участвовала в Курской битве на Воронежском и Степном фронтах.