Вскоре 352-й ИАП был выделен из состава 136-й САД в отдельный авиаполк с непосредственным подчинением командующему ВВС САВО и перебазирован на аэродром г. Мары. Довелось полку побывать и за границей - в Иране, занятом в конце августа 1941 г. советскими и английскими войсками. Согласно воспоминаниям бывшего лётчика 352-го полка Митусова Алексея Ивановича: "...в Иране был 167-й полк, 352-й полк был там только неделю, случаев вылетов на перехват самолетов не было, занимались учебными полетами, стрельбой и охраняли границу от Мары и на запад". После этой недельной командировки полк в полном составе вновь вернулся на свой аэродром в г. Мары, а в конце сентября 1941 г. полк перебазировался в Карши.
Как обычно, в ходе боевой учебы не обходится без летных происшествий. 1941 год в истории 352-го ИАП был отмечен четырьмя такими событиями. 8 сентября при взлете с аэродрома Мары левое колесо самолета И-16 мл. лейтенанта Лякишева А.Ф. завязло в мягком грунте. Летчик не смог совладать с ситуацией, в итоге самолёт был разбит и ремонту не подлежал. Сам же Лякишев отделался ушибом грудной клетки.
27 сентября сержант Иванов Б.С., нарушив полетное задание, начал выполнять перевороты, сорвался в штопор и, не имея возможности вывести самолёт из штопора, выпрыгнул с парашютом на высоте 200 метров. Увы, парашют зацепился за какую-то часть самолета, в результате захлестнулся, полностью не раскрывшись. От сильного удара Иванов погиб. Менее трагический случай произошел 9 октября: мл. лейтенант Букреев В.З. несмотря на знаки и сигналы со старта, запрещающие ему посадку, умудрился произвести посадку с убранным шасси. У самолёта был погнут винт и помят капот. Букрееву объявлен выговор с удержанием 50% оклада в течение 2 месяцев. Однако уже на следующий день полк лишился летчика. Мл. лейтенант Якимков Н.Г., придя в зону, на высоте 4800 метров самостоятельно стал перестраиваться из правого пеленга в левый и обратно, потом на высоте 5100 метров зашёл в облака. Из облачности самолёт вышел с углом и, перейдя через некоторое время в отрицательное пикирование с работающим мотором, врезался в землю. Самолёт и пилот погибли.
С января до 22 июля 1942 г. полк базировался на аэродроме г. Сталинабад (Душанбе), затем в Гиссаре, а в октябре перебазировался на аэродром Ак-Тепе близ г. Безмеин Туркменской ССР, снова войдя в состав 136-й САД ВВС САВО. В течение 1942 г. лётный состав 352-го ИАП пополнился опытными лётчиками из состава 167-го ИАП, прибыло и около десятка молодых выпускников Чугуевской высшей авиационной школы пилотов. Полк занимался учебной программой и, пользуясь большим количеством лётных дней в году, наращивал общий налёт на боевой технике, отрабатывал высший пилотаж, стрельбу по наземным и воздушным целям. Количество лётных происшествий резко уменьшилось. В 1942 г. отмечено несколько аварий и поломок самолётов и всего одна катастрофа: 15 декабря во время ночных полётов произошла катастрофа самолета И-16, пилотируемого командиром звена лейтенантом Букреевым В.З., - самолёт сгорел, лётчик погиб.
В 1942 г. 352-й ИАП прошёл инспекторскую поверку и участвовал в летно-тактических учениях (ЛТУ) с перебазированием на полевые аэродромы. В следующем году полк вновь инспектировался и участвовал в весенних ЛТУ ВВС САВО. По боеготовности, боеспособности и сплочённости штаба полк получил хорошую оценку и занял первое место в округе.
7 ноября 1943 г. 352-й ИАП убыл на переучивание в 11-й ЗАП в г. Кировабад Закавказского фронта, где получил новую матчасть - ленд-лизовские истребители Р-39 "Аэрокобра". Оставшиеся на аэродроме Ак-Тепе 23 самолёта И-16 передали в 380-й ИАП 238-й ИАД ВВС САВО.
Всего в 11-й ЗАП прибыло на переучивание 55 человек, в т.ч. 31 лётчик. Согласно приказу Закавказского фронта № 0011 от 25.01.1944 г. полк получил 40 самолётов Р-39 и был доукомплектован 11 лётчиками, прибывшими из 25-го ЗАП. Полку было приказано в кратчайший срок по сокращённой программе закончить 2-й раздел Курса боевой подготовки.
Освоение новой техники было отмечено 5 лётными происшествиями, 2 поломки и 2 катастрофы. Катастрофы совершены молодыми лётчиками, переведенными из 25-го ЗАП - мл. л-том Павлюченком и л-том Гузеевым. Весь лётный состав полка выполнил по 2-3 маршрутных полёта и по 2-3 учебных стрельбы.
5 марта 1944 г. наземный эшелон поездом прибыл из Кировабада в Новозыбков-Могилевцы. Здесь полк доукомплектовывался техсоставом, прибывшим из 30-го Гв. ИАП и 67-го ИАП 273-й ИАД, в которую теперь вошел 352-й ИАП. 16 апреля полк в полном составе и с материальной частью 38 самолетов Р-39 перебазировались на аэродром Новозыбков-Западный.
Перебазирование из Кировабада прошло нормально, правда, было две поломки. Мл. л-т Сахарное сел с промазом на аэродром Харьков. А на самолет л-та Митрохина на том же аэродроме нарулил летчик из 1-й Гв. ИАД.