在几天的空中作战中，苏军飞行员表现出顽强的斗志和勇敢精神。４月２１日，强击航空兵第８０５团由雷赫林少尉和空中射手叶弗列莫夫中士组成的一个伊尔－２飞机机组，在目标上空攻击地面目标后，遭到４架德国战斗机的攻击。在力量悬殊的空中格斗中，他们紧密配合，击落了２架德军战斗机，但自己的飞机也被击穿了好几个洞，雷赫林少尉也负了重伤，但他顽强驾驶受伤的飞机，安全地返回了苏军控制区并顺利降落。当时空军元帅诺维科夫正在前进指挥所里，他目睹了空战的全过程，为了表彰他们的英勇顽强精神，诺维科夫元帅当即在前进指挥所签发了越级晋升雷赫林少尉以上尉军衔、叶弗列莫夫中士以少尉军衔的命令。
从４月１７日至２４日，在历时８天的激战中，德军共损失飞机１８２架，其中１５２架被歼击机击落，３０架被高炮击落。德国空军被迫转入防御作战，平地面进攻部队也退回到原来发动进攻的位置。苏联元帅格列奇科在回忆录中写道：〃在反击敌军对梅斯哈科的各次冲击中，我方空军旗了重要作用。它以密集袭击的方法牵制了敌人的进攻，迫使敌空军降低了活动的积极性。〃德军第１７集团军也不得不承认〃俄国航空兵从登陆兵上陆地域到诺沃罗西斯克所采取的进攻以及对我方机场进行的猛烈攻击，均表明俄国空军的力量有多么强大。〃
库班河畔烽烟再起
〃小地〃激战之后，整个高加索战线出现了暂时的平静。就在这时，苏军最高统帅部代表会同该方面军的各集团军首长共同制定了一个新的进攻计划，目的是通过对克雷姆斯卡亚和阿纳帕的突击来分割塔曼的德军集团，然后加以消灭。具体的部署是：第５６集团军为方面军主要突击部队，其任务是突破敌军在克雷姆斯卡亚地域的防御并占领这一抵抗枢纽部，然后向德军新罗西斯克集团后方的格拉德科夫斯卡亚和上巴坎斯基进攻。航空兵主要兵力也要用于这个方向。为配合主要方向的进攻，第９集团军组成方面军的右翼，从沙波尔斯基东北地域出击，渡过库班河并占领瓦列尼科夫斯卡亚，尔后向塔曼半岛的纵深发展进攻。第３７集团军从普里库班斯基和列麦霍夫斯基直接向西进攻，主攻方向也是瓦列尼科夫斯卡亚。第１８集团军的任务是恢复其早先被德军破坏了的在梅斯哈科的态势。库班河畔又将发生大规模的空战。
４月２８日早晨，德军抢先出动轰炸机，对即将在克雷姆斯卡亚镇地区转入进攻的苏军部队进行了轰炸。为抗击德军的空中突击，苏军歼击机共出动３１０架次拦截德军的轰炸机。也就在这天夜间，苏军北高加索方面军空军和配属给它的最高统帅部预备队航空兵，按照预先制定并经最高统帅部代表、苏联元帅朱可夫和空军元帅诺维科夫批准的航空兵出击计划，在第５６集团军当前进攻地带内开始进行航空火力准备。黄昏时，在克雷姆斯卡亚地区德军驻地上空出现了两个９机编队的苏军轰炸机群，它们用燃烧弹燃起了几堆大火，引导其他机组进入目标。天黑后，苏联空军第４集团军和远程航空兵的轰炸机开始突击德军的炮兵阵地。苏军飞机一夜间共出动３７９架次，投弹２１０吨，平均每平方公里２１吨，轰炸引起１６０多处大火，２５处地面目标发生大爆炸。
４月２９日７时，苏军再次进行了４０分钟的航空火力准备。７时４０分，苏军第５６集团军所属部队在方面军主要进攻方向上发起进攻。航空兵立即进行航空火力支援，在３个小时内到战场上空活动的就有１４４架轰炸机、８２架强击机和２５６架歼击机。苏联空军的积极行动有效地配合了地面部队的进攻，为苏军取得战役胜利提供了保证。
〃引导主台〃的呼叫
苏军歼击机在空战中能够出岂不意的打击德军，这是与地面电台准确的指挥分不开的。为了引导和指挥歼击机在战场上空作战，苏军在前线附近设立了５部电台，其中有３部分布在第５６集团军的进攻地带内。这３部电台有１部是〃引导主台〃，它离前线只有４公里。后来这部电台实际上成了空军第４集团军指挥整个歼击航空兵的指挥所。
４月２９日，苏联英雄波克雷什金大尉带领１个８机编队掩护地面部队的进攻。当飞行至新罗西斯克以西时，他们与德军的３个大机群遭遇——８１架德军轰炸机，在１０架歼击机的掩护下，正浩浩荡荡地向他们迎面飞来。波克雷什金命令４架飞机去缠住歼击机，而他本人则率僚机和另一个机组去攻击德军轰炸机群。他们居高临下向敌机群发起攻击。在首次攻击中波克雷什金就把敌先头机群的带队长机击落，使德军机群编队陷于混乱。在第２次攻击中，他又打下１架飞机。德机这时胡乱丢下炸弹，慌忙俯冲到超低空四散逃命。波克雷什金接着朝第２个敌机群起去，正打得起劲时，他的耳机里突然传来呼叫声：〃波克雷什金，波克雷什金，我是老虎，敌机就在我们头顶上，你迅速赶来攻击！〃原来是歼击航空兵第２１６师师长鲍尔曼将军在〃引导主台〃接到空情哨的报告，有１２架德军歼击机正向前线飞来，急令他来攻击。波克雷什金立即把８架飞机集合起来朝东飞去。在〃引导主台〃引导下，他们在克雷姆斯卡亚镇上空与德军１２架歼击机遭遇。波克雷什金在回忆这次空战时说：〃我率领８机编队上升，随即以急风暴雨之势，向敌歼击机扑去。可是，敌机不迎战，却慌忙向阿纳帕机场方向逃去。我们也不去追赶，因为我们的弹药和油料全都快用光了。此时，在我们的右侧，又出现了两个敌轰炸机机群，还有８架歼击机掩护。怎么办？我又率队发动攻击。我准确地打出一个连射，把敌先头机群的带队长机击落。我的枪、炮弹全用完了，同伴们的弹药箱也空了，而敌机却在继续朝着前线方向飞去。于是，我下令'靠拢！模拟撞击'，所有的飞行员当即理解了我的意图。是啊，从前，我们从来未以机群规模对敌发动过'心理'攻击。可是现在，除此以外已别无办法。德寇被我们齐心协力的猛攻吓破了胆，胡乱丢下炸弹，随即掉头逃跑。〃
在这次空战中，波克雷什金编队共消灭８架德机，而其中４架是由波克雷什金本人击落的。
库班河上空的主人
５月３日晨，苏军第５６集团军南部突击集群于７时５０分转入进攻，很快便突破了敌人的防御，前出到克雷姆斯卡亚…涅别尔扎耶夫斯卡亚公路上，并开始从东南方向向克雷姆斯卡亚进行迂回，以切断克雷姆斯卡亚之敌的退路。苏军轰炸航空兵第２军１６２架飞机以１０…２０分钟的间隔，一批接一批地对上阿达古姆西郊和涅别尔扎耶夫斯卡亚西郊的敌炮兵进行压制，从而保证了地面部队突破克雷姆斯卡亚以南德军的防御，同时也保证了坦克集群顺利进入突破口。德军为阻止苏军进攻，紧急从克雷姆斯卡亚地域调遣预备队，另外，他们又把克雷姆斯卡亚以北的轻步兵第９７师和第１０１师部分兵力调往南面，从而削弱了该镇北面的防御。苏军立即利用这一时机加紧突击，突破了敌人的防御。５月４日，苏军夺回克雷姆斯卡亚镇。
苏军重新占领克雷姆斯卡亚后，航空兵将主力用于执行消灭德军纵深目标的任务，不分昼夜地对敌人后方目标的交通线进行突击，同时以部分兵力继续支援地面部队进攻。在４月２９日至５月１０日这段时间里，空军第４集团军、黑海舰队航空兵和远程航空兵共出动飞机１００００多架次，其中半数以上是对战场上德军地面部队和技术兵器进行打击。同时，苏联空军在这段时间内还消灭德机３６８架，完全获得了库班河上空的制空权。
地面部队高度赞扬了航空兵的战果，第５６集团军给空军第４集团军司令员送去一封感谢信，信中说：〃５月９日７时至８时３０分，我强击机和轰炸机在步兵第１０军的地段上对敌实施了卓有成效的突击，从而保障了步兵的前进，我部官兵对航空兵的行动感到满意，第５６集团军军事委员会对你部飞行员获得的战果深表感谢。〃
德军失掉克雷姆斯卡亚镇，也即失去了一道有利的防御阵地。苏军北高加索方面军所属部队乘机在其他一些地段上继续战斗，以求改善自己的战术态势，并着手开始准备新的进攻战役，目的是突破德军〃蔚蓝色防线〃，消灭德军第１７集团军和肃清整个库班地区和塔曼半岛的敌人。在新的战役准备期间，苏军轰炸航空兵不断地对塔曼半岛及敌机场采取行动。从５月１１日至２６日，远程航空兵共出动１５２架次袭击克里米亚的德军机场。黑海舰队的飞机和军舰火炮多次对阿纳帕机场进行了突击。
５月２６日晨，苏军北高加索方面军部队在经过４０分钟猛烈的炮火准备和用３３８架飞机进行的航空火力准备后，第５６集团军和第３７集团军在基辅村和莫尔达维亚村之间的方向上转入进攻。在此之前的几分钟内，强击机在突破地段施放了烟幕。由于实施了卓有成效的炮火准备和航空火力准备，苏军仅用６小时就攻占了敌人几个支撑点，夺取了第１阵地和第２阵地，突入敌人防御纵深３…５公里。德军统帅部为了阻滞苏军的攻击，决定把所有的航空兵都集中到战场上空。在进攻的头３个小时，德军航空兵就出动飞机１５００架次。从中午开始，在苏军进攻部队的上空出现了一批又一批的敌轰炸机。在日终时，德军６００架轰炸机对苏军实施了２０分钟的突击。苏军歼击机同德军航空兵进行了激烈的空战，使敌轰炸机无法进行准确轰炸，并赶跑了很多敌轰炸机机群。但由于德军从其他战线上调来大批飞机，其航空兵兵力比苏军多出１．５倍，苏联歼击机并没能完全制止德军的活动。德军又暂时夺取了制空权。
为了争取主动，苏联空军第４集团军在提高歼击航空兵活动效果方面采取了一些措施。歼击机开始在远接近地空域截击敌人的轰炸机，同时夜间突击敌机场的次数也增加了。为了避免损失，强击机和轰炸机组成不少于５０至６０架飞机的编队。因此，轰炸机和强击机机组自卫的责任加重了，强击机至少要保留百分之十五的弹药基数，以备用于抗击德军战斗机的攻击。
５月２７日晨，鏖战又重新开始。７时３０分，双方几乎同时发起冲击。德军以每批５０…１００架飞机的大编队支援平地面部队。为了保持制空权，德机在这一天内竟出动了２６５８架次。由于德军航空兵连续不断的袭击，使苏军白天进攻和机动很困难。苏军元帅格列奇科回忆当时情况时说：〃在进攻的第１天，就感到我们的歼击机太少了，无法抗击敌人航空兵的大规模空袭。它们往往被敌人歼击机缠住，让敌人轰炸机溜进来。〃从５月２６日至６月７日，为了打击德军航空兵的活动能力，苏军加强了对德军机场的夜间突击。苏军的这个措施使德军航空兵的活动能力有明显的下降，苏军歼击机又重新成了库班河天空的主人。
库班的空战共持续了两个多月。苏军出动航空兵约３５０００架次，其中方面军航空兵占７７％，远程航空兵占９％，黑海舰队航空兵占１４％。德军损失飞机１１００余架，其中在空中被击落的超过８００架。由于苏军航空兵在库班河空中交战中大大削弱了德军的空中实力，因而对其整个苏德战争中夺得制空权起了积极作用。但北高加索方面军部队未能突破德军防御的全纵深。根据最高统帅部大本营的命令，苏军在库班地区暂时停止了进攻。
空中大决战
——库尔斯克大会战中的空中战役
１９４３年复，苏德战争的重心已经转到战线的中央地段。斯大林格勒战役后，苏军将战线向西推进了６００余公里，在库尔斯克附近形成一个很大的深入德军配置地域的突出部。
苏军占领了这样一个突出部，就可以对德军奥廖尔集团和别尔哥罗德集团的侧翼进行深远突击，进而解放乌克兰、顿巴斯和白俄罗斯。反之，如果德军从南北突击库尔斯克方向上苏军的侧翼和后方，就可以向莫斯科方向发展，夺取战略上的主动权。这种情况决定了库尔斯克突出部在战略上的重要地位，因而成为德军１９４３年复季攻势作战的一个很诱人的目标。
希特勒为了夺回地面作战的战略主动权，制定了代号为〃堡垒〃的进攻计划，决定在库尔斯克地区发动大规模进攻。其战役企图是：由奥廖尔和别尔哥罗德两地域向库尔斯克实施强大的相向突击，合围并消灭库尔斯克突出部的苏军。为此德军集中了５０个师约９０万