苏联空军拼命阻挡德军的攻势，精锐的第１２６战斗机团于当天宣称击落１７架德国飞机，自开战以来，第１２６团共以损失２７架ＭｉＧ－３ｈ和Ｉ－１６的代价，宣称击落德国飞机３６架。
受到严重威胁的苏西南方面军空军出动大量兵力集中攻击被德军占据的第聂伯河上Gornostaypol渡口的桥梁，苏军的攻击遭到德国战斗机部队和高炮部队的有效拦截，德国人宣称于８月２４日击落３３架苏联飞机，但苏第７４攻击机团Sergey Kolybin中尉的伊尔－２突破了德军的拦截，成功地将２颗燃烧弹投到了桥上，虽然Kolybin 中尉立刻被德国高炮击落，但德国人只能眼睁睁地看着桥被大火烧毁，德第５航空军的Hermann Plocher上校称这次攻击“严重阻碍了第６集团军的攻击进度”。
８月２５日，德第１装甲集团在第聂伯河彼岸建立了一个新的桥头堡，不久他们开始遭到苏联空军的大规模空袭，苏第２１０攻击机团的伊尔－２在两天内击毁了数辆德国坦克和１８辆装甲车辆，为此该团１３名成员受到苏联城府嘉奖。
在这个关键时刻，支援德国南方集团军群的第４航空队可操纵飞机数目持续下降，到８月底整个第４航空队只剩下３２０架轰炸机和攻击机，２０架战斗机和３５架侦察机！而也是在这个时候，有许多来自德国盟国的空军开始起越来越重要的作用。
除了罗马尼亚空军以外，匈牙利和斯洛伐克空军早已经参战，而从８月２７日起，意大利空军第２２大队也加入战斗，该大队由５１架ＭＣ. ２００战斗机组成，在第一天的战斗中，意大利人宣称击落８架，并可能击４架苏联飞机。
在北方，古德里安将军的第２装甲集团在第２１０攻击机联队的全力支援下，于８月２６日几乎未受损失就渡过了Rozhok河。这时，苏联新组建的布良斯克方面军向古德里安的部队发起反攻，为了给这次进攻提供空中支援，苏最高统帅部为布良斯克方面军提供了４６４架飞机。
虽然苏空军在数量上颇具规模，但缺乏经验的苏联飞行员根本不是德国战斗机老兵的对手，德第５１战斗机联队于２７日宣称击落了３５架苏联飞机，而同时德国轰炸机对苏军目标的攻击，使得苏军无法协调各部的行动。苏军的反攻很快被迫停止了。
在南方，德国南方集团军群逐渐接近基辅南部，８月３０日在Dnepropetrovsk地区，德第７７战斗机联队第３大队以损失２架Ｂｆ－１０９的代价击落了３架苏联战斗机，被击落的苏联飞行员之一是有６次击坠记录的Vasiliy Knyazev 中尉，他幸免于难。８月３１日第３战斗机联队第２大队的Heinrich Brener 士官长击落了１架ＤＢ－３和１架伊尔－２，在这一天中，第２大队的德国飞行员们总共宣称击落苏联飞机６架，包括大队长Gordon Gollob 上尉（他最后将接替加兰德成为德国最后一任战斗机总监）击落的１架ＴＢ－３，这是他击落的第３６架敌机。
９月１日进行的激烈空战，使得德第５２战斗机联队第３大队损失了３名飞行员，其中包括第７中队中队长Hans-Jorg Zimmermann中尉，一个有７次击坠记录的王牌飞行员。在同一地区，德第３战斗机联队第２大队的Brenner 士官长击落了１架ＳＢ，几分钟后，１架苏联Ｉ－１６击中了他 ,Brenner只得紧急迫降。
对德军在第聂伯河上所占据的桥头堡的攻击，使苏南方方面军空军部队损失惨重，到９月１日，南方方面军只剩下１１９架可操纵飞机，在８月中，该方面军空军共有１０２架飞机全毁，新到的第２１０攻击机团在一个星期内就损失伊尔－２攻击机１１架，另有２架受创。
９月２日，苏联空军又损失了一个王牌飞行员，第４３战斗机团的Sergey Zaytsev中尉被击落阵亡，他共击落过敌机７架。
９月４日，德国第４航空队集中了第３战斗机联队全部兵力猎杀苏南方方面军空军部队，德国人宣称击落４２架苏联飞机。苏军迅速做出反应，９月７日精锐的第２４９战斗机团对德第３战斗机联队位于Mironovka的机场发动了攻击。
第２４９战斗机团是苏军南方战场上最成功的作战单位，这个团装备着Ｉ－１５３和Ｉ－１６，另外他们在某个机场发现被别的部队遗弃的１架ＬａＧＧ－３，于是他们修好了它，并教会了全团的飞行员飞这架飞机。德国人这样描述这次攻击：“Werner Lucas上士发现了敌机，他立刻发出了警报，但在我们的飞机来得及起飞前，俄国人已经开始俯冲了。”唯一在空中的Lucas上士选择了那架ＬａＧＧ－３作为他的目标，并迅速击落了它，这是他第２３次空战胜利。但就在这时，他的Ｂｆ－１０９也被苏军大尉Khalutin咬住，Khalutin以一个长点射命中了目标德机立刻猛烈爆炸，人机俱毁。在这次空袭中，共有１０架德国飞机被炸毁在地面上。
这时一支生力军加入了德国空军行列，这就是由Ivan Haluznicky 中尉率领的斯洛伐克空军第１２中队，该中队装备着Ｂ－５３４双翼战斗机，他们被立刻派往保卫Gronostaypol渡口上新建的桥梁，９月７日，１０架B-５３４宣称击退了９架Ｉ－１６的进攻，并击落了其中２架。
在第聂伯河下游，苏黑海舰队海军航空兵第６３轰炸机团和第３２战斗机团于９月８日向德军位于Berishav的渡口发动了一次Zveno 攻击，德第７７战斗机联队第３大队拦截了这次攻击，并击落了１架Ｉ－１６ＳＰＢ和１架Ｙａｋ－１，在同一地区的另一次空战中，第３２战斗机团击落了２架德第７７战斗机联队第７中队的Ｂｆ－１０９。
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