19 ноября 1942 года началось долгожданное контрнаступление войск Юго-Западного и Донского фронтов, а 20 ноября – Сталинградского фронта. В ходе сражения командующий ВВС Новиков не покидал командных пунктов. Его можно было видеть то на КП 17-й воздушной армии, то в 16-й и 8-й воздушных армиях координирующим действия авиации, нацеливающим их на выполнение задач.
Несмотря на то что действия нашей авиации ограничивала плохая погода, за 7 дней операции, с 24 по 30 ноября, три воздушные армии произвели 5760 самолето-вылетов, что значительно превышало количество вылетов противника.
Нужно подчеркнуть, что одним из важнейших слагаемых успеха Сталинградской операции была умело организованная воздушная блокада окруженной группировки противника. В решении этой задачи вновь проявился полководческий дар Новикова. Весь район воздушной блокады был им разделен на четыре зоны. Первая – за внешним фронтом окружения. Здесь уничтожались самолеты противника на аэродромах и в воздухе силами 17-й воздушной армии и авиацией дальнего действия, а с конца декабря – 2-й воздушной армией. Вторая – круговая, между внешним и внутренним фронтами окружения. Здесь действовали 8-я и 16-я воздушные армии, а также 102-я истребительная авиадивизия ПВО страны. Зона делилась на пять секторов, каждый из которых был закреплен за одной истребительной авиадивизией. В третьей зоне находился район окружения, сдерживавшийся силами зенитной артиллерии, в помощь которой привлекалась и истребительная авиация. Четвертая зона – над всем районом окружения. В ней днем блокировались все аэродромы противника силами истребителей, а ночью – самолетами Пе-2 и ночными истребителями 102-й иад. Ударные силы воздушных армий действовали днем и ночью, не допуская полетов транспортной и боевой авиации врага.
Весьма эффективно проявили себя и два пояса радиостанций наведения, которые обеспечивали качественное наведение советских истребителей. Цель воздушной блокады окруженной группировки была достигнута: снабжение войск противника с помощью авиации было сорвано.
Воздушные бои в небе Сталинграда наглядно показали и возросшую способность наших военно-воздушных сил успешно выполнять крупные оперативно-стратегические задачи во взаимодействии с войсками противовоздушной обороны. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 января 1942 года за умелое и мужественное руководство боевыми операциями и за достигнутые в результате этих операций успехи генерал-полковник авиации Новиков был награжден орденом Суворова I степени.
В февраля 1943 года Новиков уже был на Северо-Западном стратегическом направлении, где координировал действия авиации в развернувшемся наступлении наших войск на Северо-Западном направлении и в обороне на Волховском и Ленинградском фронтах. Здесь, хотя и в меньшем масштабе, он вновь организовал воздушную блокаду полуокруженной демянской группировки противника, в результате которой было уничтожено 265 вражеских транспортных самолетов.
17 марта 1943 года А. А. Новикову первому в стране было присвоено воинское звание маршала авиации.
Еще более ярко проявился полководческий талант Новикова в боях за Кубань, где господство в воздухе сохранялось за немцами. Противник имел до тысячи самолетов. Наша авиация – не более 600 самолетов.
Запланированное усиление Северо-Кавказского фронта авиацией начало осуществляться с 20 апреля 1943 года. Прибыли три авиакорпуса, отдельная дивизия РВГК и одна дивизия авиации дальнего действия (АДД). Состав сил фронта увеличился до 900 самолетов. К боевым действиям были привлечены часть сил 8-й воздушной армии Южного фронта и 17-й воздушной армии Юго-Западного фронта, а также ВВС Черноморского флота.
Прибывшие на Тамань 18 апреля 1943 года Г. К. Жуков и А. А. Новиков сразу же включились в работу. За одну ночь по указанию Жукова был переделан план боевых действий ВВС Северо-Кавказского фронта. В результате внезапного для противника ввода авиационных резервов удалось изменить воздушную обстановку в небе Кубани, а в ряде крупных воздушных сражений, в сочетании с ударами по аэродромам, и завоевать господство в воздухе. Новиков в ходе операции фронта по освобождению Таманского полуострова находился на командных пунктах фронта, 18-й и 56-й армий, на передовых пунктах управления авиацией фронта, 4-й воздушной армии, лично руководил действиями авиации.
Подводя итоги боевых действий на Кубани, Новиков требовал от командования авиационных объединений и соединений шире применять тактику массированных ударов при поддержке войск, решительно вести борьбу за господство в воздухе, главным образом крупными группировками, создавать постоянное превосходство в силах над противником, активно использовать высотные и скоростные качества новых советских самолетов, которых на фронтах становилось все больше и больше, применять тактику маневрирования по высоте.