Его экипажи вели стратегическую разведку на широком фронте: от предгорьев Кавказа до Калинина. Самолеты регулярно появлялись над крупнейшими аэродромами: Сеща, Олсуфь-ево, Брянск и Орел, отслеживали движение железнодорожных эшелонов в глубине оккупированной территории. В период подготовки операции на окружение 6-й немецкой армии в районе Сталинграда полк участвовал в сплошном фотографировании оборонительных позиций немецких, румынских и итальянских войск, в результате чего была получена единая фотокарта всего района. Личный состав выполнил ряд доработок на своих машинах. Так, на фюзеляжах «пешек» монтировали пару реактивных орудий РО-82 для стрельбы назад. Некоторые Пе-3 оснастили качающимися установками для АФА-1, а в мотогондолах на месте бомбоотсеков разместили дополнительные бензобаки. Ввиду естественной убыли, «тройки» постепенно заменялись Пе-2 «разведчик». По состоянию на 1 января 1943 г. полк располагал 11 Пе-3, что равнялось 38% от боевого состава. Впоследствии эта часть была постепенно перевооружена на самолеты А-20В «Бостон».
9-й ББАП майора В. Лукина войну встретил на аэродроме Паневежис в Прибалтике. Всего за 4 дня на земле и в воздухе полк потерял почти все свои бомбардировщики СБ, после чего был выведен в резерв и в июле-августе перевооружен на Пе-2. Тогда же полк перешел на новый штат (20 самолетов и экипажей), выделив из своего состава полк «9-А» (впоследствии 723-й ББАП). В сентябре часть получила вместо пикировщиков истребители Пе-3, но наименование ее не изменилось. В период с октября 1941 г. по февраль 1942 г. полк базировался на Центральном аэродроме в Москве.
Большую часть боевых вылетов в октябре-ноябре 1941 г. полк выполнил для нанесения БШУ по наступающим немецким войскам. Другими важными задачами являлись прикрытие участков железной дороги Москва-Загорск, Москва-Дмитров и разведка. С октября 1941 г. по февраль 1942 г. экипажи 9-го ББАП сбили 11 самолетов, включая 6 Bf 109, и выполнили 130 разведрейдов. В конце ноября 1941 г. полк подчинили непосредственно Главному штабу ВВС КА и возложили на него выполнение особых задач. Одной из них стало лидирование направляемых на фронт авиачастей, летчики которых имели недостаточную навигационную подготовку. Более двух тысяч боевых самолетов различных типов буквально «привели за руку» на новые аэродромы базирования «пешки» из 9-го ББАП.
Наиболее подготовленные экипажи привлекались к сопровождению правительственных самолетов и, выполняя эту важную задачу, за неполных три месяца совершили 95 самолето-вылетов. Полеты нередко проходили в сложных метеоусловиях, что порой приводило к трагедиям. Так, 21 ноября 1941 г. шестерка Пе-3, возглавляемая майором Лукиным, сопровождала С-47, на котором летели маршал С. Тимошенко и член Политбюро ЦК ВКП(б) Н. Хрущев. При сильной облачности самолеты шли плотной группой. В очередной раз выскочив из облака, Лукин увидел прямо перед собой хвост «Дугласа», резко отвернул влево и столкнулся с машиной ведомого. В результате Лукин и его штурман погибли, а экипажу второго самолета удалось спастись на парашютах.
