В расчетное время 4.50 выделенные группы штурмовиков и истребителей вылетели на выполнение боевой задачи. Перелет линии фронта выполнялся на высоте 1000-1200 м, подход к цели на высоте 1500 м. Не доходя до аэродромов 10-12 км, Ил-2 перестраивались в "пеленг" пар и на приглушенных моторах подходили к цели, снижаясь до высоты 1100 м. Выйдя на цель, каждая пара с пологого пикирования самостоятельно атаковывала цель, сбрасывая бомбы с высоты 400-500 м. После бомбометания штурмовики, став в круг, растрели- вали самолеты противника из пушек, пулеметов и PC, выполнив по 2-3 захода. Во всех случаях зенитная артиллерия аэродромов открывала огонь неорганизованно и лишь только тогда, когда Ил-2 уже отходили от цели.
В результате бомбоштурмовых ударов 2-я воздушная армия уничтожила и повредила до 50 немецких самолетов. Данные подтверждены фотоснимками разведчиков-контролеров.
Повторный удар в 15.00 был плохо организован и не так тщательно подготовлен в смысле разведки. Поэтому в повторном ударе положительных результатов достигнуто не было. К моменту повторного удара противник успел рассредоточить исправную матчасть по другим аэродромам. Система ПВО приведена в повышенную готовность, а истребители посажены на аэродромы засады. В итоге все экипажи 2-й ВА встретили организованное противодействие со стороны зенитной артиллерии и истребителей противника, свои задачи выполнить не смогли и потеряли сбитыми 9 машин: 6 Ил-2 и 3 истребителя.
По мнению офицера Генерального штаба Красной Армии при штабе 2-й воздушной армии м-ра Филиппова, расчет выделенных сил штурмовиков и бомбардировщиков не соответствовал поставленным целям. "…Опыт показывает, что удары по аэродромам дают высокую эффективность при условии, когда высылается наряд самолетов в соотношении один к одному, т.е. состав нашей группы должен численно соответствовать самолетам противника, находившимся на аэродроме…", – отмечал Филиппов в своем докладе на имя начальника группы офицеров Генштаба генерал-майора Дубинина.
Значительно менее успешными в этот день были действия летчиков 16-й ВА генерал-лейтенанта авиации С.И.Руден- ко, которая в 14.27 силами 200 самолетов (24 Пе-3 3-го бак, 64 Ил-2 2-й гвардейской и 299-й штурмовых авиадивизий и 112 истребителей 1-й гвардейской, 283-й и 286-й истребительных авиадивизий) нанесла массированный удар по аэродромам Орловского аэроузла (Орел-Военный, Орел-Гражданский, Б.Ку- ликовка, Хмелевая, Хомуты), на котором находилось до 220 самолетов люфтваффе. На аэродромах по докладам экипажей было уничтожено и повреждено до 54 самолетов противника различного типа, 15 автомашин, 5 складов с горючим и боеприпасами, подавлено 9 огневых точек МЗА и создано свыше 20 очагов пожара. Кроме этого, в воздушном бою сбит 21 самолет и подбито 2 самолета противника.
К сожалению, командованию 16-й ВА не удалось достичь внезапности ударов. Не были в достаточной мере подавлены зенитные точки аэродромов (выделенные для этой цели силы были недостаточными). Соседние аэродромы противника не были своевременно заблокированы истребителями 1 -й гиад (экипажи прибыли к цели с опозданием). Как следствие, Ил-2 и истребители прикрытия подверглись над целью ожесточенным атакам немецких истребителей, эффективность действия которых была усилена нарушением боевого порядка "Илов" и истребителей прикрытия (вследствие сильного огня зенитной артиллерии аэродромов). Положение осложнялось еще и тем, что в воздушной армии после апрельского затишья еще не было в должной мере отработано взаимодействие штурмовиков и истребителей прикрытия (основной состав армии к началу апреля был отведен на тыловые аэродромы для приведения в порядок авиационной техники и ввода в строй молодого летного состава). В результате, при выполнении налетов на аэродромы противника 5 мая 16-я ВА потеряла 30 Ил-2 и 8 истребителей.
Несмотря на явную неудачу всех без исключения повторных ударов, ВВС КА на рассвете 7 мая провели третий массированный удар по 22 аэродромам противника, в котором участвовало 405 боевых самолетов. Вернувшись на свои базы, советские экипажи доложили о 23 поврежденных и 79 уничтоженных немецких самолетах на земле, а также о 21 сбитом в воздушных боях истребителе. Свои потери составили 49 самолетов. То есть результативность этого удара была значительно ниже планируемой, так как противодействие немецкой противовоздушной обороны и истребительной авиации резко возросло. Например, 12 Ил-2 и 14 Як-1 16-й ВА вообще не смогли прорваться к аэродрому Хмелевая.
В этой связи 8 мая 1-я и 16-я воздушные армии по аэродромам не действовали, 8-я, 15-я и 17-я армии "работали" только ночью и результаты налетов установить не удалось. Удары экипажей 2-й воздушной армии были совершенно не результативными. При одном истребителе противника, сбитом в воздушном бою, собственные потери армии составили один самолет.