В январе-феврале 1944 г. в операции по снятию блокады Ленинграда из-за плохой погоды задействовались наиболее подготовленные в СМУ экипажи Левина, Мишука, Большакова, Деревянко и др. 26 февраля экипаж л-та Большакова в крайне плохих метеоусловиях пробился в глубокий тыл противника, где была хорошая погода, и сфотографировал два аэродрома, два ж/д узла, три морских порта, в т. ч. город и порт Таллин. Экипажи гв. л-та Мишука и гв. ст. л-та Левина в феврале 1944 г., выполнив задания по разведке на бреющем полете и при плохой видимости, пришли на свой аэродром и произвели посадки в сплошном снегопаде.
4 февраля 1944 г. гв. к-ны Анатолий Попов, Ефим Мелах и Ростислав Ящук первыми в полку были удостоены высокого звания Героя Советского Союза.
Особую находчивость и инициативу в фотографировании военных объектов противника проявил экипаж гв. л-та Бугакова и штурмана гв. л-та Руднева. 25 апреля 1944 г., фотографируя порт Котка, экипаж встретил сильный заградительный зенитный огонь. Поняв, что следующий заход для смежного маршрута произвести будет невозможно, экипаж сумел отснять всю площадь порта, качая АФА в обе стороны кренами самолета. На проявленных пленках обнаружили до 100 кораблей различных классов. Этот метод был применен впервые и стал толчком для создания трехмаршрутных качающихся аэрофотоустановок (АКАФУ) на Ту-2.
6 мая 5-я АЭ из состава полка была передана в состав 2-й АДОН (авиадивизия особого назначения), и б-я резервная учебная эскадрилья под командованием гв. к-на Лафазана, стала именоваться 5-й РУ АЭ. В апреле штаб полка, а в мае — 5-я РУ АЭ перебазировались в Смоленск.
Июньским днем 1944 г. экипаж Ту-2 гв. м-ра Дрыгина вылетел на дальнюю разведку ж/д узла Барановичи. Самолет уже заходил на объект, а штурман включил АФА, как вдруг стрелок-радист доложил о приближении двух краснозвездных Як-9. Но прикрытие разведчика никто не планировал, да и откуда в глубоком тылу немцев наши Яки? Командир отдал команду: «Оружие к бою!», и в этот момент ведущий Як с малой дистанции открыл огонь. Хитрость врагу удалась — после атаки мотор Ту-2 вспыхнул. Дрыгину удалось маневром вывести подбитую машину из боя. Перетянув линию фронта, он посадил самолет на фюзеляж в поле. Экипаж снял отснятые фотокассеты и доставил их в полк. Позже выяснилось, что на Як-9 действовали два немецких «свободных охотника».
В западном и юго-западном направлениях разведку вели Ту-2 1-й АЭ и Пе-2 3-й АЭ с аэр. Смоленск. Они выполнили 802 б/в, разведали 124 ж/д узла, 64 аэродрома, 147 городов.
