在对德军机场的袭击中，苏联空军也付出了重大代价。在阵亡的苏联飞行员中，包括勇敢的第１２４战斗机团的Dmitriy Kokorev少尉，他共击落过４架德国飞机其中包括在战争第一天他撞落的１架Ｂｆ－１１０。１０月１２日，苏联防空军第１６战斗机团的ＭｉＧ－３攻击了由第５２战斗机联队第１大队护航的Ｊｕ－８８机群。苏军少尉IvanShumilov回忆“正当Ivan Zabolotnyy少尉企图攻击１架Ｊｕ－８８时，两架Ｂｆ－１０９突然出现了，刚刚击落那架Ｊｕ－８８，Zabolotnyy少尉的飞机也被击中，他只能跳伞而出。”
Zabolotnyy少尉阵亡于１９４２年１月４日，他共击落敌机１２架，Shumilov活过了这场战争，并击落敌机１６架。同样在１０月１２日，第５１联队第７中队的JoachimHacker少尉（他曾击落敌机３２架）在攻击１架伊尔－２时，反被那架伊尔－２击落而阵亡。
美制Ｐ－４０战斧式战斗机也是在１０月１２日第一次投入战场，装备着这种战斗机的第１２６战斗机团在这一天以这种飞机参战，但事实证明这种飞机远不是德国Ｂｆ－１０９ｆ战斗机的对手。
这时德国人也得到了一个来自国外的增援，西班牙政府派出了１７名精选的飞行员来到苏联前线，他们在西班牙内战中共击落了敌机７９架，在苏联他们被编为第２７战斗机联队第１５中队，中队长是AngelSalasLarrazabal上尉，他在内战中共击落敌机１６又１／３架敌机。西班牙人在俄国表现不佳，在１０月２日第一次作战任务中，LuisAlcocer
Moreno…Abella被击落阵亡，到１９４２年１月他们总共击落苏联飞机１０架，其中６架是被Larrazabal上尉击落的，而他们付出的代价是６架飞机被击落。不久这些西班牙人奉命回国。
１０月１３日，北部包围圈中的苏西方方面军部队基本被歼灭，这一天，苏第１８０战斗机团团长Sergeyev大尉和他的僚机Khlusovich上尉把他们的ＭｉＧ－３下降到已被德军占领的Mikhailovo机场，Khlusovich上尉及时发现了这个情况，他在最后一分钟起飞逃脱了，但Sergeyev大尉慢了一步，他在起飞过程中，被德军以机枪击落阵亡。
１０月１８日，苏联空军又失去了它的一个著名飞行员，曾击落７架敌机的Valiliy Khitrin上尉的Ｉ－１６被高射炮火击中，他试图把受伤的飞机飞回基地，但飞机在中途坠毁，Khitrin大尉当场阵亡。
１０月１７日～２０日，在南部包围圈内的苏军也停止了抵抗，德军在整个维亚兹玛战役中宣称俘虏了６７３０００人，而据苏方资料在１９４１年９月３０日～１２月４日，苏联西方方面军，预备方面军和布里良斯克方面军共损失了６５８２７９人，其中阵亡和失踪５１４３３８人。虽然苏军遭到惨败，但由于被围苏军的顽强抵抗，拖住了大量德军部队，这为苏军争取了时间。
当消灭了被围的苏军后，德国人发现道路已经变得泥泞不堪，机械化部队无法前进，而供应也无法抵达前线，而只能通过空运来解决这个问题。不是人们通常以为的俄国冬季，而是著名的俄国泞泥季节最终迫使德军对莫斯科的攻击在最后一刻停止了下来。
二十二
即使苏德战争的中心已经转移到中部战场，在南部伦德斯特元帅的南方集团军群在第聂伯河东岸仍陷入了一场苦战。在攻克基辅后，伦德斯特的南方集团军群分兵攻向３个方向分别是克里米亚，罗斯托夫和顿涅茨工业区。
在这里苏联守军在空军支援下进行了坚决地抵抗。在基辅战役结束前，苏联西南方面军的空军部队就集中在这个地区，在得到布良斯克方面军所属空军部队的增援后，西南方面军空军部队在９月实力增长了一倍，于是他们立刻发动了对德军的反击。
９月２２日，由第４４战斗机师著名的直属中队飞行员GrigoriyKotseba中尉驾驶的一架Ｉ－１５３成功地将炸弹投到奥勒尔河岸边德军的物资堆集点，将德军用来修建浮桥的器材全部焚毁。
由于德第５航空军将大量兵力调往中部战场，在这个地区德军唯一可以用来拦截苏空军飞机的战斗机部队只有第５２战斗机联队第３大队。这个大队拥有一大批年轻能干的飞行员，包括EdeDuhn上士，Gunther Rall少尉，Hermann Graf少尉，Adolf Dickfeld少尉，GerhardKoppen下士，Heinrich Fullgrabe下士，Leopold Steinbatz 下士和AlfredGrislawski下士，他们都将成为著名的王牌飞行员。
９月２４日，Rall少尉和Koppen下士的双机编队拦截了由４架ＭｉＧ－３护航的９架ＳＢ，Koppen事后写道“我立刻攻击了ＭｉＧ－３编队，被我攻击的那架ＭｉＧ－３立刻着火了，向右方栽了下去，接着我瞄准了１架ＳＢ，我的第一次射击就使它爆成了一团火球”，这是Koppen击落的第１８和第１９架敌机。
为了对付苏军日益增加的空中压力，德第５航空军军长Robert Ritter von Greim将军出动了他所有的轰炸机部队在９月２５～２７日间连续攻击苏军的前线机场并宣称摧毁了４３架苏联飞机，２８日，第５２战斗机联队第３大队宣称以损失１架飞机的代价击落苏联飞机５８架。
１０月２日，第５２战斗机联队第９中队的４架Ｂｆ－１０９对哈尔科夫地区苏军机场进行了一次袭击，Graf少尉将２架Ｉ－１６击毁于地面，在回航道途中，德国人发现了一队苏联Ｉ－１６，Graf少尉和Grislawski下士各击落了其中１架。同一天，１０架５２联队的Ｂｆ－１０９突袭了一队Ｉ－１５３，结果除了１架Ｉ－１５３逃脱以外，全部苏联飞机都被击落。
在哈尔科夫上空的空战正反映了１９４１年东线空战的状况。即便有少数苏联飞行员技术高超，但大多数苏联飞行员训练不足加上苏联飞机性能落后，使得苏联空军落尽下风。
从这时起，苏联政府开始把这个地区的工厂向东部迁移，由于苏联境内公路情况十分恶劣，工业资源的迁移只能完全依靠铁路系统。为了阻止苏军迁移工厂设施，德国空军命令其轰炸机部队攻击铁路系统，但由于广大苏联铁路员工的超人努力，整个迁移工作仍能顺利进行。据苏联资料，在１９４１年６月～１２月，其铁路系统遭到了５９３９次空袭，而苏联铁路工人平均用５小时４８分钟就能排除德军空袭造成的损害。
在发现对铁路线的攻击成效不大后，德国空军将注意力转移到迁移物资本身，第５５轰炸机联队被挑选出来执行这个任务。这个联队的Ｈｅ－１１１以小编队飞行在铁路线上空，一旦发现运输车队，立刻投入攻击。在头几个星期中，德军的攻击取得了很大成效，第５５轰炸机联队宣称在１０月中以损失２架Ｈｅ－１１１的代价摧毁了２２２列火车和６４个火车头。苏军被迫将铁路运输局限在夜间，并将大量高射炮部队部署在各个运输枢纽上。
由于德军这时将对铁路线的攻击视为第一要点，苏联空军的压力大大减轻，于是在前线苏联空军变得越来越活跃。１０月５日苏军出动大量轰炸机和攻击机轰炸德第１７集团军的部队，在德第５５军的地段上，就遭到苏军４２次空袭，规模高达２５０架次。第二天，第４４战斗机师直属中队由BorisBiryukov中尉率领的５架Ｉ－１５３攻击了Berestovaya河上的德军桥梁，Biryukov中尉投下的炸弹炸毁了桥梁，其他Ｉ－１５３的攻击则击毁了１辆德军卡车和１门高射炮。１０月６日晚上，德第５３轰炸机联队第９中队的３架Ｈｅ－１１１奉命执行一次特殊任务，攻击位于Kramatorskaya的苏联坦克工厂，这次袭击取得了完全成功，苏联坦克工厂遭到重创，超过１００名工人被炸死或炸伤。
１０月９日，德第１７集团军第１９５步兵师遭到了苏联空军４３次空袭，苏军的空袭是如此猛烈，以致整个第１７集团军被迫转入防御，该集团军报告共有２００名士兵和２３８匹马被炸死，他们强烈要求空中掩护。
瓦尔特·里希瑙元帅的德国第６集团军最后于１０月２４日攻占了哈尔科夫，但德国人失望地发现顿涅茨盆地中的苏联工厂都成了“空壳子”。在苏军惊人的努力下，苏联得以在７月至１１月间将１５２３个工厂迁移到东方。
在阻止德军地面部队前进的过程中，表现得最出色的苏军部队是第４４战斗机师装备着过时的Ｉ－１５３的直属中队，该中队由FaritFatkullin 大尉指挥。１０月２５日，正当德第６集团军正在渡过顿涅茨河时，Yevgeniy Chistyakov少尉领队的３架Ｉ－１５３攻击了河边的德军部队，并摧毁了１辆坦克和８辆卡车。３天后在另一次袭击中，Chistyakov少尉又击毁了６辆卡车和４座浮桥。
１０月３０日，第４４战斗机师直属中队的Petr Kudar中尉和IvanZinchenko中士突然袭击了德军的一个摩托化部队，在攻击过程中，他们遭到得军密集的地面炮火攻击，Zinchenko中士的Ｉ－１５３在第二次掠袭中被击伤，他只能脱离战斗。这时Kudar中尉决定打掉德国人的高射炮，他一次又一次的向德军高射炮位俯冲扫射，在这其间他的Ｉ－１５３一再被击中，但Kudar中尉毫不退缩，终于德国人的高射炮沉默了下来，这时Kudar中尉驾驶着他的重伤的飞机试图飞回基地，但在途中他的Ｉ－１５３坠毁，Kudar中尉就这样在他的第１５５次作战任务中阵亡。１１月２０日，Kudar中尉被追授“苏联英雄”称号。
由于这个中队在战斗中的出色表现，包括中队长Farit Fatkullin大尉在内的７个飞行员也被授予“苏联英雄”的金星勋章，受勋的苏联飞行员包括BorisBiryukov中尉，他于８