15 ноября 1939 года японцы высадили крупный десант в районе Циньчжоу, стремясь занять узел дорог Наньнин, перерезать связь китайцев с Индокитаем и Бирмой. Японские самолеты бомбили резервы китайских войск; не сумев организовать оборону, сдав Датан и отойдя с ранее занимаемых рубежей, китайское командование запросило помощи советских истребителей. На запрос генерала Бай Чун-си, командовавшего Юго-Западным направлением, Ставка и главный военный советник в Китае перевели 30 самолетов чунцинской группы во главе с Супруном на аэродромы Гуйлиня и Лючжоу. Помощь советских добровольцев помогла стабилизировать фронт. В декабре китайские войска перешли в наступление.
В январе Степан был отозван в Москву, командиром группы вместо него был назначен Константин Коккинаки.
20 мая 1940 года Супруну было присвоено звание Героя Советского Союза.
В марте 1940 года он побывал в командировке в Германии вместе с комиссией, которую возглавлял И. Ф. Тевосян; руководителем группы по закупке самолетов был заместитель наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению и науке авиаконструктор А. С. Яковлев. Из поездки Степан привез множество впечатлений: он встречался с немецкими авиаконструкторами Хейнкелём и Мессершмиттом, был на многих заводах, летал на совершенно незнакомых ему германских самолетах, восхитив этим Хейнкеля, который вскоре послал ему из Берлина альбом с фотографиями, а также немецких летчиков-испытателей, журналистов и публику.
В своих мемуарах уже после войны Хейнкель написал о Супруне:
"Это был высокий, статный мужчина. Перед первым полетом на Хе-100, самом скоростном из всех самолетов, на которых он когда-либо летал, он имел десятиминутную консультацию с одним из моих лучших летчиков-испытателей. Затем он поднял машину в воздух и стал швырять ее по небу, выполняя такие фигуры, что мои летчики почти онемели от удивления".
Из Германии вернулся Степан Павлович не только еще более прославленным, но и привез себе работы - надо было на своем аэродроме облетывать немецкие самолеты. Закупили там и "Мессершмитт-109", и "Хейнкель-100", и "Юнкерс-88"...
Перед Великой Отечественной войной Степан Павлович Супрун вел напряженную работу по испытанию новейших образцов самолетов-истребителей. С 15 по 27 июня 1940 года Степан Павлович вместе со Стефановским проводил государственные испытания самолета ЛаГГ-3. Будучи ведущим летчиком-испытателем самолета И-21, Степан Павлович убедился, что истребитель неустойчив в полете, а посадка на нем опасна. Посадив самолет, он подошел к ведущему инженеру-летчику испытания этого самолета, сказал:
