С началом войны 22 июня 1941 года на базе Киевского особого военного округа сформирован Юго-Западный фронт. ВВС Киевского особого военного округа переименованы в ВВС Юго-Западного фронта. ВВС фронта вели боевые действия в зоне ответственности Юго-Западного фронта. 16 августа 1941 года был создан Брянский фронт, который 14 ноября 1941 года был объединен с Юго-Западным фронтом. ВВС Брянского фронта вошли в состав ВВС Юго-Западного фронта.
ВВС фронта принимали участие в битвах и операциях: