При возвращении домой, идя под облаками, Полбин в районе Березовки заметил летящие на высоте 500- 600 м бомбардировщики врага и принял решение атаковать их на встречно-пересекающемся курсе огнем бортового оружия.
По его команде вся группа, в том числе и истребители прикрытия, пошла в атаку. Сблизившись с "юнкерсами" на дистанцию 100-200 м, советские летчики открыли огонь из передних пулеметов, а группа под командованием старшего лейтенанта Е. С. Белявина штурмовала аэродром противника, не давая взлететь его самолетам.
Ведущий группы Герой Советского Союза И. С. Полбин с первой атаки под углом 10-15 град. с дистанции 80-100 м длинной очередью сбил один Ю-87. В это время штурман майор М. К. Зарукин и его стрелок-радист отразили атаку заходившего в xвост "мессершмитта". Второй "юнкерс" был сбит заместителем командира эскадрильи 82-го гвардейского бомбардировочного авиаполка гвардии старшим лейтенантом П. А. Плотниковым. Третий Ю-87 загорелся после меткой очереди стрелка-радиста гвардии сержанта Н. И. Серебрянского. Группа Белявина, пггурмовавшая аэродром, подбила два Ю-87, которые столкнулись и горящими упали на окраине аэродрома.
Самолеты противника, поспешно сбрасывая бомбы, начали уходить на запад, пытаясь оторваться от атакующих "петляковых". В это время Полбин заметил вторую группу фашистских самолетов и решил атаковать ее. С малой дистанции оп поджег еще один Ю-87, который с резким скольжением упал на землю. В бою со второй группой "юнкерсов" активное участие принимали четырнадцать Ме-109 и ФВ-190, но они встретили сильное противодействие со стороны истребителей сопровождения.
Только после того как были полностью израсходованы боеприпасы, группа Пе-2 вышла из боя, который явился образцом дружного взаимодействия бомбардировщиков и истребителей. Всего в результате необычного боя, в котором участвовали 31 советский и 46 фашистских самолетов, было уничтожено 13 самолетов противника, из них 6 было сбито экипажами "петляковых". Опыт этого воздушного боя, проведенного инициативно и энергично, показал, что самолеты Пе-2 могут успешно сбивать в воздухе вражеские самолеты. Летный состав 82-го гвардейского бомбардировочного авиаполка во главе с полковником И. С. Полбиным проявил героизм и отвагу, продемонстрировал образцовую боевую выучку, слетанность, умение выполнять замысел командира. Через несколько часов после посадки на имя И. С. Полбина поступила телеграмма:
