С началом Великой Отечественной войны дивизия воевала на Северном, затем Ленинградском фронтах. До ноября она вела боевые действия на самолётах МиГ-3 и И-16, затем была укомплектована самолётами «Кёртис-Томахоук» (Curtiss P-40). 25 декабря подполковник Б. И. Литвинов был допущен к исполнению должности командира 39-й истребительной авиадивизии. Части дивизии выполняли задачи по сопровождению Douglas DC-3 с продовольствием в осажденный Ленинград, прикрывали объекты Волховстроя и ГЭС № 6. С 28 февраля 1942 года подполковник Б. И. Литвинов назначается заместителем командующего ВВС 8-й армии Ленинградского фронта. Войска армии вели бои на синявинском направлении. В июне она вошла в подчинение Волховскому фронту и участвовала в Синявинской наступательной операции.