В первой половине 1932 г. значительное внимание было уделено организации службы воздушного наблюдения, оповещения и связи (ВНОС) – свыше 70 основных и вспомогательных постов двумя полукольцами развернули с севера на юг на удалении до 300 и до 100 км от Москвы. На основе доклада начальника пункта П ВО столицы Н.В. Щеглова Военный совет МВО обратился к наркому обороны К.Е. Ворошилову с просьбой усилить оборону путем увеличения активных средств ПВО. В течение следующего года столице был определен штатный состав из 77 истребителей (ранее их в системе противовоздушной обороны не имелось вовсе), 66 зенитных орудий, 108 зенитных пулеметов, 36 прожекторных станций. Количество постов ВНОС доводилось до 157.
Между тем учения войск ПВО, проводившиеся осенью 1932 г. под руководством С.С. Каменева, И.П. Уборевича и А.И. Корка, выявили существенные недостатки в тактической подготовке частей и подразделений. По плану учений следовало отразить внезапный налет неприятельской авиации на Москву. Однако наблюдательные посты, тогда находившиеся в ведении органов милиции, в течение первых суток военной игры так и не удалось развернуть. Несостоятельной оказалась также система оповещения города о воздушной опасности, рассчитанная на гудки паровозов и заводов. Зенитчики смогли подготовить орудия к бою через 12-14 ч после объявления воздушной тревоги – это время ушло на оборудование огневых позиций.
Анализируя все стороны противовоздушной обороны столицы, ее начальник – командир 1-й артиллерийской дивизии Н.В. Щеглов вынужден был в своем рапорте на имя командующего войсками МВО указать: «Количество средств и сама система обороны абсолютно не отвечают современным требованиям и ни в какой мере не обеспечивают противовоздушную оборону Москвы. Крупным недостатком является полное отсутствие истребительной авиации, которая относится к главнейшим средствам обороны от воздушных налетов противника»
Первостепенным следствием данного рапорта стало перебазирование 10-й авиабригады с Центрального аэродрома столицы в Подмосковье и реорганизация ее в 57-ю истребительную авиабригаду, которую оперативно подчинили командиру 1-й артиллерийской дивизии. На вооружении эскадрилий имелись истребители И-5, которые вскоре заменили на более совершенные И-15 и И-16. Зенитно-артиллерийские части пополнялись 76-мм орудиями образца 1931 г., имевшими отличные для своего времени баллистические характеристики и позволявшими вести борьбу с неприятельскими самолетами на высотах до 9000 м. В том же году были приняты на вооружение счетверенные установки зенитных пулеметов, предназначенные для уничтожения низколетящих самолетов.
Первый, еще весьма несовершенный прибор автоматического управления стрельбой ПУАЗО-1 начал появляться в войсках ПВО Москвы после 1932 г. Примерно в то же время на вооружение частей воздушного заграждения стали поступать аэростаты КВ-КН (системы «Тандем» – двойной аэростат). Части приступили к освоению станций-искателей «Прожзвук-1», в которых прожекторы синхронно связывались с звукоулавливателем. Одновременно начались опыты по установке радиооборудования на самолеты-истребители.
К сожалению, репрессии не обошли стороной командование МВО. В мае 1937 г. среди первых представителей высшего комсостава был арестован за участие в «военно-фашистском заговоре» бывший командующий войсками округа командарм 2-го ранга А.И. Корк (в то время занимал должность начальника Военной академии им. М.В. Фрунзе), а вслед за ним оказались в тюрьме и погибли его ближайшие сподвижники по противовоздушной обороне: начальник ПВО Москвы комбриг В.А. Бюллер, начальник штаба пункта ПВО полковник А.Ф. Заколодкин, зам. начальника политотдела 1-й дивизии ПВО полковой комиссар Т.М. Спире, командир одного из зенитно-артиллерийских полков 1-й дивизии полковник И.Н. Бердник и некоторые другие. Комдива Н.В. Щеглова, долгое время возглавлявшего 1-ю дивизию, по службе характеризовали как «выдающегося артиллериста Красной Армии» но это не спасло ему жизнь. Аналогично сложились судьбы командующих ВВС МВО комдивов А.И. Бергольца, Н.М. Уварова и С.И. Чернобровкина. Попали под раскручивающийся маховик репрессий командарм 2-го ранга А.И. Седякин, комдивы И.Ф. Блажевич и Д.А. Кучинский, комбриг М.Е. Медведев, которые в 1930-е годы возглавляли управление ПВО и многое сделали для усиления и повышения эффективности обороны столицы от воздушного нападения.