Thời gian đầu Chiến dịch Kavkaz, Không quân Liên Xô có 2 tập đoàn quân không quân chiến đấu tại Bắc Kavkaz. Tập đoàn không quân 4 phối hợp với Không quân của Hạm đội Biển Đen chịu trách nhiệm yểm hộ các đơn vị của Cụm tác chiến Biển Đen, hải quân đánh bộ và các tàu vận tải, tài tuần duyên và các chiến hạm. Tập đoàn quân không quân 5 yểm hộ Cụm tác chiến Bắc Kavkaz. Đầu tháng 6 năm 1943, Tập đoàn quân không quân 5 được chuyển thuộc cho Phương diện quân Thảo Nguyên đóng ở phía Đông vòng cung Kursk, Phương diện quân Bắc Kavkaz được sử dụng cả Tập đoàn quân không quân 4 và có quyền chỉ đạo sự phối hợp của không quân thuộc Hạm đội Biển Đen.