13 сентября 6-я немецкая армия начала штурм города, поддержанный сотнями самолетов противника с воздуха.
Войска Юго-Восточного фронта вступили в тяжелые бои, с трудом сдерживая натиск врага.
Соединения и части 16-й воздушной армии днем и ночью наносили удары по группировке немецко-фашистских войск в районах Малая и Большая Россошка, Акатовка, Кузьмичи, разъезд Конный, Рынок. Истребители вели борьбу с вражеской авиацией, прикрывали войска на поле боя и свои аэродромы. С 13 по 16 сентября воздушной армии произвели 405 самолето-вылетов, из них половину — для ударов по войскам врага. В воздушных боях был сбит 21 самолет противника.
Чтобы ослабить натиск противника на Сталинград, командование Сталинградского фронта решило 19 сентября силами войск левого крыла фронта нанести контрудар в направлении Гумрак, Городище.
16-я воздушная армия должна была уничтожать огневые средства врага перед фронтом 1-й гвардейской армии, прикрывать группировку своих войск, подавлять авиацию противника на его аэродромах и содействовать успеху войск, наносящих контрудар. Для поддержки войск выделялось 118 истребителей, 84 штурмовика и 21 бомбардировщик, которые должны были выполнить 650 самолето-вылетов.
17 сентября истребители воздушной армии прикрывали войска и вели разведку перед фронтом 1-й гвардейской армии, а также вылетали на перехват вражеских самолетов. Всего за день они произвели 180 вылетов и в воздушных боях уничтожили 15 самолетов противника, потеряв 7 Як-1. Штурмовые дивизии готовили материальную часть. Ночью экипажи 970-го лбап подавляли авиацию противника на аэродромах Тузов, Суровикино, Зряжский и Обливская.
С рассветом 18 сентября части воздушной армии нанесли удар по аэродромам Песковатка, Гумрак и вражеским узлам связи, а затем прикрывали с воздуха боевые порядки войск 1-й гвардейской и 24-й армий, уничтожали живую силу и технику противника в районах совхоз Опытная станция, разъезд Конный, Большая Россошка и подсобное хозяйство, а также вели воздушную разведку и вылетали на перехват фашистских самолетов.
Всего 18 сентября было произведено 363 самолето-вылета. Экипажи воздушной армии за день вывели из строя 15 танков, 109 автомашин, 21 артиллерийское орудие, подавили огонь трех батарей, рассеяли и уничтожили несколько сотен гитлеровцев. В воздушных боях было сбито 26 и повреждено 2 самолета противника. У нас не вернулись с боевого задания 32 самолета; многие из них сели вынужденно вне аэродромов.
