Всего в первой волне налета на прибалтийском направлении приняли участие 76 немецких бомбардировщиков и 90 истребителей, предпринявших штурмовку 7 аэродромов. К концу дня количество аэродромов, подвергшихся налетам, возросло до 11. Многие авиабазы были атакованы в тот момент, когда самолеты вернулись с ночных учений, а их экипажи отправились на отдых. В 6-й САД по вине ее командира И. Федорова, все еще опасающегося провокаций, после первого налета никакого сопротивления фашистам оказано не было. Поэтому немцы, несмотря на почти двукратное превосходство в силах советских ВВС, сразу же захватили господство в воздухе. Лишь спустя некоторое время командиры полков по личной инициативе приняли меры к отражению атак. 21-й ИАП под командованием майора Мирошниченко, избежавший потерь во время первого удара, в ходе второго налета противника сбил 9 самолетов. Однако из 10 И-16 назад вернулись только 5. Большинство «мигов» 31 — го ИАП оказались неисправны, и отдельным пилотам пришлось сражаться против 6–7 немецких самолетов. Еще 9 побед заявили летчики 15-го ИАП, а 7 пошли на счет 10-го ИАП 7-й САД. В течение дня авиация округа совершила около 2 тыс. боевых вылетов, атакуя вражеские машины в воздухе и моторизованные колонны на земле. Согласно директиве Главного командования советские самолеты бомбили также военные объекты в Кенигсберге, Мемеле, Тильзите и Гумбинене на территории Восточной Пруссии.
Наибольшим количеством боевых самолетов на западной границе располагал Киевский особый военный округ. Из 2003 машин его ВВС — 1166 составляли истребители (159 МиГ-1/3, 64 Як-1, 943 И-16 и И-153), входящие в состав 17 авиаполков. В бомбардировочных полках находились 236 СБ, небольшое количество АР-2, 68 новых Пе-2, 80 ближних бомбардировщиков Як-2/4 и еще два полка летали на одномоторных бомбардировщиках Су-2. Большинство новых истребителей и на этом направлении размещались на аэродромах поблизости от противника.
4-й воздушный флот генерала А. Лера на юго-западном направлении имел около 800 машин, и почти половина из них была использована для нанесения первого удара в 4–5 часов утра. Летчики 87-го ИАП, занявшие по тревоге свои места у истребителей, не смогли вовремя распознать врага. Командир полка майор И. Сульдин вспоминал: «Примерно в 4 часа 50 минут с восточной стороны аэродрома показался плохо видимый в лучах восходящего солнца двухмоторный бомбардировщик. Все сочли, что для проверки готовности полка прилетел командир авиадивизии. Но то был немецкий бомбардировщик Ju 88. На бреющем полете он атаковал выстроенные в линию самолеты. Увидев зловещие кресты на бомбардировщике, находившиеся на аэродроме командиры и бойцы открыли по нему огонь из винтовок. Но было уже поздно. Немецкий самолет сбросил прицельно мелкие осколочные бомбы, обстрелял из пулеметов личный состав: из 10 выстроенных самолетов 7 сгорели, были убиты два находившихся в кабинах летчика и ранены два младших авиаспециалиста. Пострадал и личный состав 4-й эскадрильи, построенный возле своего КП».
