苏军航空兵集团主要由白俄罗斯第１方面军空军第１６集团军、白俄罗斯第２方面军空军第４集团军和乌克兰第１方面军空军第２集团军组成。此外，参加这次战役的还有空军第１８集团军以及由波兰混成航空兵第１军和波兰混成航空兵第４师编成的波兰空军。在柏林战役中，苏军共投入作战飞机７５００架（其中波兰飞机２９７架），超过德军飞机１．３倍。在主要突击方向上，飞机密度最高达到每公里１７０架。为解决航空兵的驻地问题，苏军在短期内修复和新建机场２９０个。
苏军航空兵领受的在战役中的作战任务是：牢牢掌握战役制空权；可靠地掩护方面军部队及后方目标免受敌航空兵的突击；保障坦克军团突破防御和向纵深发展进攻；突击向战场开进的敌预备队以及实施不间断的空中侦察。
柏林战役是于１９４５年４月１５日夜间开始的。苏军航空兵部队在战斗行动开始前宣读了军事委员会的号召书。号召书说：〃战友们，给敌人最后打击的时刻来到了。我们要猛打猛冲，一举拿下柏林。为了我们的苏维埃祖国，向柏林前进！〃各航空兵团的机场上战旗招展，空军战士们在战旗前庄严宣誓，决心将法西斯豺狼打死在它的巢穴里。
强大的空中屏障
白俄罗斯第１方面军于４月１６日凌晨３点由正面发起进攻。苏军首先进行了猛烈的、力量空前的炮火准备，成千上万发炮弹的爆炸声震撼了长空，火炮发射时冒出的火光亮成一片。空军第１６和第４集团军的１５０多架夜航飞机，几乎在同一时间对德军第１和第２防御地带上的司令机关和通信枢纽部开始了轰炸。
为了支援地面部队冲击，空军第１８集团军的７４５架重型夜航轰炸机对德军第２防御地带的主要支撑点进行了猛烈的密集突击，在为时４２分钟的连续突击中，平均每分钟对地面目标投弹２２吨，其中多半为重型炸弹。这是一个令人难忘的场面。在奥得河谷地和泽耶洛夫高地上火海翻腾，炮声、飞机马达声、重型炸弹的爆炸声、开进的坦克履带的咯咯声、冲锋枪的射击声此起彼伏，在整个奥得河上空回荡着。
黎明到来时，空军第１６集团军的强击机投入了交战。由于晨雾低垂，战斗计划作了修改，只能用６…９架强击机组成的小编队进行活动，压制和消灭德军的射击兵器和战场上的部队。这仍然给了进攻部队不小的帮助。在主要突击方向上进攻的第５突击集团军步兵第８０军的部队遭到了德军猛烈炮击，步兵被迫卧倒隐蔽，坦克也躲进了掩蔽所。这时，驻步兵第８０军指挥所的空军代表，立即召来了强击航空兵第１９８师的飞机，对德军炮兵实施突击，不断飞来的强击机编队编成〃环形〃战斗队形，很快压制住了德军炮火。地面部队乘机前进，突破了敌第１防御地带的第２阵地。步兵第８０军军长在评价航空兵的行动时写道：〃强击机在保障步兵作战胜利方面起了很大的作用。它们消灭和压制敌发射点和炮兵，为步兵扫清道路。它们常在距我进攻部队３００米处活动，完全压制住敌人的抵抗。各编队总是迅速而及时地出现在目标上空。〃
为了在当地有雾的条件下不间断地支援进攻部队，空军第１６集团军司令员鲁坚科将军准许执行战斗任务返航的强击机编队在本集团军任何无雾的机场着陆、加油、补充弹药，再次出动攻击敌目标。在这种情况下，指挥员是在强击机编队飞往战斗地域的空中，用无线电向它们下达战斗任务的。
下午，正当苏军突破德军防御的战斗打得激烈的时候，支援近卫第８集团军的苏联飞行员用降落伞投下了４把大钥匙。每把钥匙上钉有一块小木板，上面写着：〃近卫军战友们！向着胜利前进！谨送上打开柏林大门的钥匙。〃飞行员们的战斗号召给了进攻部队以鼓舞和新的力量。白俄罗斯第１方面军在航空兵的支援下突破了德军的第１防御地带。
在第２防御地带，德军进行了殊死的抵抗。为了尽快突破德军的防御，白俄罗斯近卫坦克第１、第２集团军投入交战，以增强突击力量。强击航空兵集中压制坦克兵团进攻地带和翼侧的德军炮兵。轰炸机昼夜不停地对德军预备队进行了突击，破坏其行进路线上的道路，歼灭德军纵队，使其向苏坦克集团军行动地域的开进受阻。
４月１８日，德军在第１、２防御地带遭到失败以后，打算以空军的积极行动支援陆军固守第３防御地带。于是在白俄罗斯方面军主要集团的进攻地带上空发生了多次空战，有数百架飞机参加。下午，苏军雷达站发现有约３５架敌轰炸机和攻击机飞往苏坦克集团军作战地域。正在空中巡逻的３个苏联歼击机编队共２４架飞机，收到敌机临近的情报后立即前往截击。他们利用云层掩护，以突然的攻击打乱了敌机的战斗队形，致使敌人惊慌失措，竟把炸弹投到了自己部队的头上。
战役开始后的５天中，苏联空军第１６集团军的歼击机共进行空战５４５次，击落德机４９７架。空军第１６集团军作战的特点是把主力集中在第５突击集团军、近卫坦克第１、第２集团军和近卫第８集团军的进攻地带上，这些集团军都是在主要方向上作战的。支援这些集团军进攻的总共有８个航空兵军和７个独立航空兵师。强大的空中屏障使这些地面集团军不仅得到了可靠的空中掩护，而且有效地压制了德军的炮兵火力。
４月２０日，白俄罗斯第１方面军部队在航空兵的大力支援下突破了奥得河防御地区。坦克集团和步兵集团与航空兵相互配合，开始实施机动，以合围柏林和分割德军集团。
施放烟幕之后
乌克兰第１方面军也于１６日凌晨发起进攻。方面军的轰炸航空兵和强击航空兵全力以赴，为陆军部队实施航空火力准备和空中支援。
在发起进攻之前，强击机在３００多公里的战线上同时施放了大量烟幕。为了破坏德军指挥，轰炸机对敌指挥所和通信枢纽部实施了突击。为了保障强渡尼斯河和突破德军第１防御地带，空军第２集团军以６６８架飞机实施密集突击，其中用了２００多架俯冲轰炸机摧毁了敌第１防御地带的福尔斯特、科伊涅、穆斯考３个最重要的支撑点。
经过航空火力准备和炮火准备，德军部队和射击兵器被压制下去，航空兵在宽大正面上施放的烟幕，既使德军搞不清苏军的主突方向，又掩护了先遣部队的隐蔽突击。乌克兰第１方面军的主要集团利用航空兵和炮兵突击的效果和烟幕的掩护，迅速地强渡了尼斯河，并在航空兵的支援下开始继续向前推进。
然而，在向德军第１防御地带突进时，近卫第３、第５集团军遭到德军从福尔斯特、格罗斯…茨沙克斯多尔夫、科贝林、叶姆利特茨、穆斯考等地实施的炮火狙击和反冲击。苏军被迫停止前进。就在进攻速度可能急转直下，将要打乱全线突防计划时，空军第２集团军司令员命令所属航空兵大批出动，前来支援陆军部队。近卫强击航空兵第２军以１１０架伊尔…２飞机在５０架歼击机掩护下，对福尔斯特和格罗斯…茨沙克斯多尔夫支撑点的德军部队和射击兵器进行了集中突击。与此同时，近卫强击航空兵第１军的１００架飞机在６５架歼击机掩护下，向科贝林、叶姆利特茨、穆斯考地区实施了突击。德军炮兵的火力终于被压制住了。其几次反冲击都被打退。苏军趁势迅速占领了这些支撑点。
４月１７日，乌克兰第１方面军司令员命令坦克集团军投入交战，要求坦克部队从行进间强渡施普雷河，迅速突破第３防御地带，并向柏林和勃兰登堡迅猛发展进攻。德军为了阻止苏军坦克集团军展开进攻，将３个预备队坦克师和１个预备队摩托化步兵师投入战斗，并从科特布斯和施普伦贝克地区发动猛烈的反冲击。德军航空兵出动２４架飞机编队连续地突击苏军坦克集团军，企图打乱其战斗队形。
苏军为了支援坦克集团军的进攻，空军集团军投入了７５％的兵力，强击机以连续不断的突击摧毁德军射击兵器，消灭实施反冲击的坦克和部队。轰炸机主要去对付德军预备队，当空中侦察发现了在第３防御地带几个支撑点集结的坦克后，１５０架轰炸机立即对这些坦克进行了集中突击。此外，轰炸机还对行进的德军坦克纵队进行了突击，破坏了道路交叉点。这些都阻挠了德军预备队向战场开进。歼击机则在空中不间断地巡逻，或者根据雷达站的情报从机场值班状态出动截击敌机，以掩护坦克集团的攻击。仅在４月１７和１８日，近卫歼击航空兵第６军为掩护近卫坦克第４集团军，就进行空战５０次，击落德机５６架。德军航空兵未能使苏军进攻的坦克集团军受到什么重大的打击。苏军坦克集团军在航空兵的有效支援下击退了德军的反冲击，从行进间强渡施普雷河，突破了第３防御地带，开始向柏林及其以西进发。
在施普雷河失守后，德军为阻止苏军向柏林发展进攻，从格尔利次地区组织了强大的翼侧反突击，企图插入近卫坦克第３、第４集团军的后方，从而破坏其对柏林集团实施机动包围。
在乌克兰第１方面军左翼行动的第５２集团军和波军第２集团军部队与德军格尔利次集团展开了顽强的战斗。歼击航空兵第５军和强击航空兵第３军掩护和支援了这两个集团军。在战斗最紧张的时候，轰炸机也出动支援。航空兵将主要兵力用于消灭德军坦克和炮兵。４月２１日，强击机在格尔利次地区西北消灭德军１２辆坦克、１列装甲列车、两辆装甲运输车，并压制了敌５个炮兵连的火力。第２天，侦察机在格尔利次以西发现１００多辆坦克，约５个炮兵连和大批步兵。近卫轰炸航空兵第４和第６军立即前往突击，消灭了１２辆坦克，压制住了敌炮兵火力。在航空兵的支援下，地面部队击退了格尔利次集团的反突击，解除了方面军左翼的威胁。在完成这一任务的过程中，航空兵共战斗出动４４４０次，击毁敌坦克５０辆，压制住１０个炮兵连的火力。
乌克兰第１方面军各坦克集团军在空中掩护和支援下，迅速向前推进，至４月２１日已前出至柏林郊区。
整个目标区都在燃烧
白俄罗斯第２方面军根据统帅部的命令，于４月２０日转入进攻。空军第４集团军于１９日夜间出动飞机１０８５架次袭击德军射击兵器。天刚拂晓，地面部队即开始强渡奥得河。德军组织了多次反冲击，企图把苏军从登陆场赶下河去。这时，苏军部队急需炮火支援。但因河太宽，短期内无法为重型武器渡河做好准备。在这种情况下，航空兵的支援将起到重要作用。强渡奥得河和突破德军防御能否成功，很大程度上将取决于航空兵作战的效果。于是，空军集团军给以全力协助。航空兵昼夜不停地进行战斗活动，首先是寻找、压制和消灭德军炮兵和坦克。如遇天岂不好，强击机和轰炸机就以双机和单机进行活动。天气好时，强击机以３６机编队，一波接一波地实施突击。
在扩大登陆场期间，第７０集团军的部队被德军猛烈火力阻止在坦托夫支撑点的接近地上。强击航空兵第８９３团的２２架飞机立即起飞去压制敌炮兵。为了达成突击的突然性，强击机从敌后方向进入目标。第１次突击是以〃双机编队组成的纵队〃战斗队形从行进间实施的。接着又以〃环形〃战斗队形进入４次，在目标上空共活动了２５分钟。结果德军炮兵连的火力被压制下去，一座弹药库被炸毁，德军部队被打得抬不起头来。第７０集团军部队乘航空兵突击之机迅速向前推进，占领了德军的支撑点坦托夫。
在第６５集团军地带，苏军轰炸机以每队９架飞机的数个编队，猛烈轰炸了波美伦斯多尔夫支撑点的敌炮兵连阵地，整个被炸地区成了一片火海。后来，第６５集团军司令员在给方面军司令部的报后中高度评价了航空兵的行动：〃如果没有航空兵对实施反冲击的敌坦克、自行火炮和有生力量采取行动，那么在当时的情况下，未必能守得住已占领的登陆场。〃空军第４集团军司令员在给轰炸航空兵第５军军长的电报中写道：〃请转告全体飞行人员，由于轰炸机的突击，敌人炮兵被压制下去，停止了火力抵抗。整个目标区都在燃烧。地面部队这才得以顺利向前推进。〃
白俄罗斯第２方面军部队在航空兵的大力支援下，强渡了奥得河，占领了登陆场，打退了德军多次反冲击，顺利突破了德军的防御，至２５日，向西推进了２０公里，牵制了德军第３坦克集团军主力并使其遭受重大损失。德军无法由此抽调部队加强柏林的防守。可以�