Так, 299-й штурмовой авиаполк Южного фронта, имевший в своем составе, наряду с "чайками", пушечные И-16, в течение 2 и 3 июля 1941 г. наносил бомбоштурмовые удары по немецким мотомехколоннам, пытавшимся форсировать р. Прут. За два дня летчики полка произвели 70 боевых самолетовылетов, в результате которых были разрушены три переправы, достоверно выведены из строя 4 бронетранспортера и уничтожено несколько орудий. При этом было израсходовано 180 АО-25, 40 РС-82 и 30000 патронов к пушкам ШВАК и пулеметам ШКАС.
Полигонные испытания и анализ боевых действий показывают, что летчик с отличной стрелковой и летной подготовкой вполне мог в боевых условиях обеспечить на пушечном "ишачке" при стрельбе из пушек ШВАК (дальность открытия огня 300-400 м, угол пикирования – 30°) вероятность поражения легкобронированной техники вермахта (БТР типа SdKfz 250 сбоку) в одном заходе порядка 0,2-0,3, а небронированной техники (автобензоцистерна, самолет на аэродроме и т.д.) и того выше – 0,5-0,8.
Учитывая довольно успешный опыт применения истребителей старых типов для нанесения штурмовых ударов по наземным целям, в августе-сентябре 1941 г. была сделана попытка повысить эффективность авиационной поддержки войск путем формирования смешанных групп, состоящих из Ил-2 и истребителей типа И-153, И-15бис, пушечных И- 16 и ЛаГГ-3, которые базировались на одном аэродроме. При этом истребители находились в оперативном подчинении командира полка штурмовиков, на которого возлагалась ответственность за организацию взаимодействия между штурмовиками и истребителями. Вполне естественно, такой разнообразный боевой состав штурмовых авиагрупп значительно затруднял построение боевого порядка и управление группой в бою. Поэтому, вскоре от формирования разнородных штурмовых авиагрупп отказались.
Эффективность бомбоштурмовых ударов по войскам противника пытались повысить путем привлечения к штурмовке истребителей сопровождения штурмовиков, но ничего из этого не вышло, так как в большинстве случаев после такой атаки штурмовики Ил-2 оставались без истребительного прикрытия. Действительно, истребители, летящие, как правило, выше штурмовиков, вынуждены были пропускать вперед Ил-2 и ждать, когда последние уйдут от цели. Непосредственно в момент штурмовки истребители не имели возможности следить за Ил-2 и обеспечивать их защиту. При выходе из атаки истребители на большой скорости проскакивали Ил- 2 или же вынужденно отваливали в сторону из-за зенитного огня. Попытка атаковать цель впереди Ил-2, а равно разбиваться на две группы – атакующую и прикрывающую, существенно не улучшало ситуации. По общему мнению, лучше всего, если истребители сами цель не штурмуют, а лишь следят за действиями Ил-2 и обеспечивают их защиту от атак истребителей противника.
С целью улучшения условий атаки малоразмерных наземных целей (главным образом, самолеты на аэродроме, переправы и цели на поле боя) с июля 1941 г. стали практиковать выведение ударной группы штурмовиков лидером. В качестве лидера применялись Су-2, Пе-2 или истребители всех типов, а кроме бомб для обозначения цели – ампулы АЖ-2 с огнесмесью КС, которые давали белые клубы дыма.
Начальный опыт войны показал, что принятая до войны организация штурмовых авиаполков оказалась несостоятельной. В директивном письме Ставки Верховного Командования № 01 от 15 июля 1941 г. к Главнокомандующим, командующим фронтами и командующим армиями указывалось, что "…наши авиационные соединения, корпуса, многополковые дивизии, полки, состоящие из шестидесяти самолетов, очень тяжеловесны, громоздки и непригодны для маневренных боев…"
7 августа 1941 г. было принято решение ГКО № 423сс, а за ним, 10 августа, вышел приказ командующего ВВС К А генерала П. Ф. Жигарева № 057, согласно которому все штурмовые авиаполки должны были перейти на трехэскадрильный состав с 33 самолетами в каждом полку (штат 015/137). Однако в связи с огромными потерями в самолетном парке и трудностями его восполнения в этот период войны эта организационно-штатная структура была пересмотрена. Приказом Наркома Обороны И. В. Сталина № 305 от 20 августа 1941 г. все штурмовые авиаполки, на вооружение которых поступали Ил-2, стали формироваться как двухэскадрильные по 9 самолетов в каждой эскадрилье и 2 самолета в управлении полка (машины командира и штурмана полка) – всего 20 самолетов в полку (штат 015/156).