От летчиков в этот день в связи с крайне сложными метеоусловиями (туман и снегопад) потребовалось большое мастерство и мужество. Им удалось выполнить всего лишь 82 боевых самолето-вылета, однако донесения экипажей помогли осветить ход событий на поле боя, что имело важное значение для руководства операцией. Фашистская авиация бездействовала.
Днем 21 ноября погода несколько улучшилась и летчики армии нанесли бомбоштурмовой удар по нескольким аэродромам врага, уничтожив на них 14 самолетов. Штурмовая авиация уничтожала живую силу и технику противника в районах Верхне-Бузиновка, Венцы, содействуя продвижению сухопутных войск. Всего было произведено 103 самолето-вылета.
В этот день образцом боевого мастерства были действия шести экипажей Ил-2 228-й шад, возглавляемых Героем Советского Союза капитаном В. М. Голубевым.
При подходе к фашистскому аэродрому они были обстреляны зенитным огнем. Подавив средства ПВО, летчики атаковали аэродром и уничтожили 8 вражеских самолетов. На обратном маршруте группу атаковали истребители. В ходе воздушного боя наши летчики сбили один «мессер» и без потерь возвратились на свой аэродром.
22 ноября из-за плохой погоды авиация боевых действий не вела.
23 ноября войска Юго-Западного и Сталинградского фронтов соединились в районе Калача и завершили окружение группировки противника. Днем части воздушной армии поддерживали наступление войск, нанося удары по отходившему противнику на левом берегу Дона в 50–60 км северо-западнее Сталинграда. За 53 самолето-вылета летчики уничтожили 110 автомашин, 6 танков, 5 бензоцистерн и несколько сотен вражеских солдат и офицеров.
Четверка штурмовиков 694-го шап, возглавляемая штурманом полка старшим лейтенантом М. И. Бобровым, атаковала с бреющего полета автоколонну на дороге Песковатка — Большая Россошка и уничтожила до 80 автомашин и 4 бензозаправщика с горючим. В тот же день отлично выполнили боевое задание летчики 688-го шап коммунисты старший сержант И. В. Гололобов, лейтенанты И. Ф. Бибишев, В. Д. Воловиков, старший лейтенант А. И. Кадомцев и капитаны А. А. Бондарь и Г. И. Копаев.
Во второй половине дня 24 ноября с улучшением погоды 16-я воздушная армия начала вести боевые действия с большим напряжением. Авиация в 144 самолето-вылетах наносила удары по районам сосредоточения противника и по его переправам на Дону в районах Нижний Акатов, Лученский и Герасимовский.
Две группы штурмовиков 688-го шап в сопровождении истребителей 220-й иад, возглавляемые капитанами Г. И. Копаевым и А. А. Бондарем, атаковали колонну пехоты противника и разогнали ее. Так же отлично действовали группы 285-го шап во главе с ведущими Героем Советского Союза капитаном В. М. Голубевым и капитаном П. П. Поспеловым.
