В 4-м авиакорпусе также недоставало хорошо подготовленных экипажей. В лучшем положении находился базировавшийся в Крыму (в Саках) 21-й дбап, в котором, несмотря на потери в первые дни войны, 12 экипажей могли выполнять задание в сложных метеоусловиях и в темное время суток. Однако сложная обстановка на Юго-Западном фронте, в частности опасность прорыва механизированных войск противника к Киеву, вынудила весь 4-й авиакорпус задействовать 9 и 10 июля на этом направлении.
Поздним вечером 13 июля на Плоешти устремились бомбардировщики как из состава авиации ГК, так и ВВС ЧФ; подобные рейды продолжили в течение двух следующих ночей. На пути к цели резко менялась погода, не всегда надежно работала материальная часть, что явилось причиной нескольких вынужденных посадок. Так, из 28 вылетевших ДБ-3 соединения полковника В.А. Судца, с 13 по 15 июля включительно, пять приземлились в поле, не дойдя до своих аэродромов, но все экипажи уцелели. Они доложили о пожаре на атакуемом объекте, но никаких подтверждений эффективности ударов не было.
Командованию стало понятно, что для решительного разрушения нефтепромыслов в Плоешти необходимо предпринять неординарные действия, постараться застать неприятеля врасплох. Город находился почти в центре Румынии. Чтобы проникнуть к Плоешти, летчикам надлежало только над неприятельской территорией пройти более 250 км и, кроме того, преодолеть противодействие противовоздушной обороны. Дерзкий по замыслу и эффективный по результатам рейд был предпринят вечером 13 июля.К концу первой декады июля все 10 «пешек» вошли в состав 5-й эскадрильи 40-го бап капитана А.П. Цурцумии, ветерана черноморской авиации, успешно бомбившего в первые дни войны корабли и баржи в Сулинском гирле. За короткий срок нескольким экипажам подразделения удалось пройти переучивание с СБ на Пе-2, осуществить ряд тренировочных полетов с выполнением пикирования. Цурцумия отобрал пять наиболее подготовленных, с боевым опытом летчиков (ст. лейтенанта И.Е. Корзунова, лейтенантов В.В. Бумагина, А.Д. Александрова, Л.И. Родионова, мл. лейтенанта П.И. Тертычного). 12 июля эта шестерка совершила перелет из Сарабуза на один из аэродромов Молдавии, где подготовка к действиям против румынской территории продолжилась.
На следующий день они взяли курс на Плоешти, причем самолеты шли на высоте около 7000 м, а после пересечения Карпат начали снижаться. С высоты 3100 м группа по сигналу штурмана ст. лейтенанта А.И. Горбылева сбросила бомбы. Румынские истребители не успели своевременно подняться с аэродрома в юго-западной части города, а зенитки открыли огонь только при отходе самолетов от цели. Один из осколков повредил мотор машины ст. лейтенанта Корзунова, и подбитую «пешку» прикрыли лейтенанты Бумагин и Александров, снизившие скорость. Их догнали румынские истребители, вылетевшие на перехват из Фокшан. В завязавшемся бою около Текучи был сбит Пе-2; лейтенанты А. Александров и И. Резников попали в плен, а судьба стрелка-радиста осталась неизвестной. Только благодаря большому везению добрался до своей территории с одним горящим мотором самолет ст. лейтенанта И. Корзунова, которого свои же истребители ВВС Южного фронта едва не добили уже на подходе к аэродрому Аккерман (ныне Белгород-Днестровский). Желая «растянуть» вражескую оборону, советское командование приказало одновременно с Плоешти бомбить Тульчу – сюда вечером 13 июля направились 9 ДБ-3 из 2-го мтап, ведомые комэском-4 капитаном П.Ф. Семенюком, вместе с которыми вылетели 3 СБ из 40-го бап. Задача ведущего состояла в отвлечении на себя внимания, подавлении огня зенитной артиллерии в районе порта, чтобы обеспечить успех основной группы. Впервые румынские истребители атаковали наши самолеты на подходе к цели, а после сброса бомб повторили попытку разделаться с русскими, сконцентрировав огонь на машине Семенюка.