Приказом Наркома обороны от 1 марта 1942 г. 95-й ИАП был передан в состав ВВС Северного флота. 5 марта большая группа летчиков и штурманов полка получила ордена, в том числе майор А. Жатьков и его штурман капитан Н. Морозов - ордена Ленина. Спустя два дня полк вылетел на Север.
В числе первых получил Пе-3 и 208-й СБАП капитана Коломейцева. С первого дня войны полк, вооруженный СБ, оказался в самой гуще сражений. Накал боев был столь велик, что к концу июля шестиэскадрильный полк потерял 55 самолетов и 38 экипажей. В соответствии с приказом Командующего ВВС от 4 августа 1941 г. на основе 208-го СБАП были созданы три полка уменьшенного двухэскадрильного состава (по 20 самолетов в каждом). Один из них, сохранивший прежнее наименование, приступил к переучиванию на Пе-3.
С 15 октября 208-й СБАП приступил к ведению боевых действий в составе 6-го ИАК. Главной задачей части было прикрытие железнодорожных станций и мест погрузки-выгрузки войск в районе Москвы. Кроме того, он привлекался и к нанесению бомбо-штурмовых ударов. За три месяца боев полк совершил 683 боевых вылета, уничтожив (по докладам экипажей) 34 танка, 212 автомашин, 6 железнодорожных эшелонов и 33 самолета противника. Собственные безвозвратные потери составили 10 Пе-3, 12 летчиков и 9 штурманов. За участие в обороне Москвы полк получил благодарность от командующего Западным фронтом генерала армии Г. Жукова. В декабре 1941 г. в связи с острой нехваткой Пе-3 командир 6-го ИАК полковник Мительков приказал передать оставшиеся в 208-м СБАП 12 самолетов в 95-й ИАП, и в следующем месяце полк убыл с фронта для переучивания на Ил-2.
40-й СБАП так же воевал в первые месяцы войны на СБ, но для переучивания на новые самолеты с фронта не выводился. Пе-2 и Пе-3 в эту часть начали поступать в сентябре 1941 г. В том же месяце полк разделили на два, выделив из его состава 40-А СБАП - впоследствии 511-й ближнебомбардировочный авиаполк (ББАП).
С 22 по 24 сентября самолеты полка нанесли ряд ударов по железнодорожному узлу Старая Руса и вывели его из строя на неделю. Три полко-вылета 27 и 28 сентября на бомбардировку станции Рославль приостановили движение немецких эшелонов на 2-3 дня. В период битвы под Москвой полк, вооруженный преимущественно Пе-3, использовался исключительно как бомбардировочный. Он выполнил 365 самолето-вылетов, в которых было сброшено 218 т бомб. В числе наиболее заметных успехов стоит отметить разрушенный мост через реку Угра в районе Юхнова (командир эскадрильи капитан А.Рогов получил за это звание Героя Советского Союза) и поврежденный мост через Волгу в районе Калинина, что затруднило маневр германских танковых соединений. 15 декабря 1941 г. часть преобразовали в 40-й АПР ГК, а позднее он получил более привычное наименование 40-й дальний разведывательный авиаполк (ДРАП).
