Окончательный приговор немецким войскам на Востоке подписал Гитлер, издав директиву № 45, в которой предусматривалось одновременное наступление на Сталинград и Северный Кавказ, для чего Группа армий «Юг» делилась на две группы армий. То же самое произошло и с 4-м Воздушным Флотом, который возглавил Рихтгофен, его тоже начали делить. VIII авиакорпус поддерживал 6-ю Армию Паулюса, наступавшую на Сталинград. В конце августа появилось Командование Люфтваффе «Дон», которое помогало 2-й Армии сдержать атаки Воронежского фронта генерала Ватутина. А вот для поддержки армий, наступавших на Северный Кавказ, самолетов уже просто не осталось. Лишь когда наступление заглохло, туда направили кое-какие соединения.
Советское командование также занялось структурными реформами. 5 мая 1942 года приказом НКО была сформирована первая воздушная армия смешанного состава, а в течение всего года постепенно авиация каждого фронта была реорганизована в воздушные армии. В ноябре 1942 года произошла небольшая революция. Воздушные части были изъяты из подчинения общевойсковым армиям. Правда, не все реформы были удачными. Так, приказом НКО от 1 июля началось формирование специализированных истребительных и бомбардировочных армий. Увы, этот опыт оказался неудачным. 1-я Истребительная Армия участвовала в июльских боях совместно с другой экспериментальной армией — 5-й Танковой. Выяснилось, что пока Красная Армия не готова использовать подобные соединения, и летчики и танкисты понесли большие потери, не добившись ничего серьезного. Бомбардировочная армия распалась естественным порядком, после того как из нее изъяли поочередно несколько дивизий.
Тем временем VIII авиакорпус продолжал разрываться, пытаясь решить одновременно несколько задач. Он поддерживал войска Паулюса и наносил удары по тыловым коммуникациям Красной Армии, причем теперь к железным дорогам добавилась еще и Волга, которую также следовало перекрыть. 23 августа Люфтваффе совершают массированный налет на Сталинград, в ходе которого город был практически уничтожен. Немецкие войска вышли к Волге, и в очередной раз немцам начало мерещиться, что победа находится на расстоянии вытянутой руки. Однако темпы наступления явно замедляются, и воздушный герой Германии генерал фон Рихтгофен решает подстраховаться. Похоже, он почуял что-то неладное, потому что 27 августа отправляет личного посланца в Берлин к Герингу с «телегой» на Паулюса, говоря о «слабости и нервозности командования армии». Вообще этот генерал имел дурную славу интригана и стукача, но к истории воздушной войны это не имеет никакого отношения.
