Чтобы предотвратить немецкий воздушный удар, Ставка приказала командованию ВВС нанести в ночь на 12 октября превентивный удар, а за ним, утром 12 октября, — еще один. Эта директива Ставки была частью стратегической операции, в которую должны были войти все операции советских воздушных сил с 11 по 18 октября. Авиационным частям было приказано уничтожить аэродромы немцев вдоль северо-западной магистрали, ведущей к Москве. Основу этих частей составляли бомбардировщики, базировавшиеся на аэродромах вокруг Москвы.
Эти налеты были совершены четко по плану. Судя по заявлениям русских, они оказались чрезвычайно успешными. Удалось разбомбить аэродромы люфтваффе под Витебском, Смоленском, Орлом, Оршей, Северском и другие. По сообщениям, число уничтоженных самолетов достигло 500. Это число, несомненно, завышено в десять раз, но тем не менее потери немцев были очень велики. Эти налеты продемонстрировали дикую, фанатичную решимость, которой от русских, после понесенных ими потерь, никто не ожидал.
Советские ВВС показали под Москвой свою почти неисчерпаемую мощь и несгибаемую решимость любой ценой защитить Москву.
В первый день контрнаступления русские штурмовики и бомбардировщики атаковали скопления немецких войск и артиллерийские позиции, оказывая поддержку своей 31-й армии, наступавшей на Калининском фронте. После взятия Калинина советские авиационные дивизии выполняли задачи поддержки тех пяти армий, которые стояли в обороне в северном секторе и готовились перейти в контрнаступление в направлении Ржева, где выступ фронта к северо-западу от Москвы создавал постоянную угрозу столице.
Фронтовые авиационные части совершили в этом районе 1289 боевых вылетов. Помимо успешных действий против немецких войск, эти подразделения одержали 15 побед в воздухе; 16-я армия была на подходе.
Генерал С. И. Руденко (который в январе 1942 г. сменил генерала Н. К. Трифонова на посту командующего красными ВВС на Калининском фронте) продемонстрировал в ходе этих боевых действий свою способность эффективно командовать воздушными операциями. Он был назначен командующим 16-й воздушной армией, с которой позднее воевал над Курском и Берлином.
В те кризисные недели, когда решалась судьба столицы, он стал как раз тем командиром, которому при всем его умении сопутствует удача. На южном участке фронта под Москвой, в небе над Тулой, советские ВВС воевали под руководством этого выдающегося командира. Здесь Ставка обозначила основной целью 2-ю танковую армию генерал-оберста Гудериана, которая уже шаг за шагом отступала. На Тульском направлении Ставке удалось создать большую концентрацию наземных войск. Эти части были сняты с Западного и Юго-Западного фронтов. Здесь находились советские 10-я и 50-я армии, а также несколько кавалерийских частей.
В течение первых десяти дней зимнего контрнаступления немецкие войска местами были отброшены на 90 км.
Советские авиационные части попытались уничтожить подразделения 2-й танковой группы. Однако они еще не достигли своей полной боевой мощи. На Юго-Западном фронте в их распоряжении было 236 боеспособных самолетов, а авиационные части Западного фронта уменьшились только на 183 самолета. Несмотря на такое небольшое число готовых к бою самолетов, русские ВВС в декабре 1941 г. под Москвой сыграли важную роль. Только на западном направлении они совершили 5055 боевых вылетов (по другим источникам, 5066) и уничтожили при этом большое количество бронетехники. Постоянные налеты русских авиационных частей наносили большой урон отступающим в беспорядке немецким войскам.
Для поддержки действий Красной армии в ход были пущены воздушно-десантные войска. В ночь на 15 октября 415 парашютистов высадились за линией фронта в районе Таряевой Слободки на северо-западе. Они должны были блокировать пути отступления немцев к западу от нее. При этом советская 30-я армия получала возможность окружить и уничтожить противника. Некоторые советские источники назвали эту операцию успешной, хотя было совершенно очевидно, что планы Советов провалились. Это был, конечно, хитрый маневр, но для него не хватило сил. Кроме того, достичь цели не позволила плохая организация операции. Советские десантники понесли тяжелые потери и с трудом избежали полного уничтожения. 415 солдат было явно недостаточно для подобной операции, ибо для ее успеха требовалось в десять раз больше десантников.
В январе 1942 г. состоялась вторая высадка десанта в количестве 2000 человек в районе Медыни. Такие операции в тяжелейших погодных условиях были отмечены храбростью и даже героизмом, но из-за своей плохой подготовки были обречены на провал. От участников воздушных операций в решающей битве за Москву генерал Жуков требовал жестокости и озлобленности. Для нее командование ВВС предоставило 80 % всей своей боевой мощи. Все части были собраны в Московской воздушной оборонительной зоне. Эта противовоздушная оборона была собрана из авиационных подразделений 5, 33 и 43-й армий. Они должны были прорвать линии обороны противника, разгромить люфтваффе и танковые части.