– Полк в составе 4-х эскадрилий 61 МиГ-3, 15 И-153, 8 И-16 начал боевые действия против немецких войск 22 июня 1941 г. [с аэродрома Каунас] в составе 8 САД Северо-западного фронта и вел боевую работу до 12.7.1941 года.
1 августа 1941 г. полк был переведен с 4-эскадрильного состава на 3-эскадрильный (32 истребителя МиГ-3) и включен в состав 8-й истребительной авиадивизии 7-го истребительного авиакорпуса ПВО Ленинграда. В сентябре 1941 г. все самолеты были переданы 19-му Краснознаменному иап, а летный состав отправился в Москву получать истребители МиГ-3, после чего полк был отправлен на Ленинградский фронт (аэродром Левашово). Здесь 15-й иап действовал с 15 августа по 16 декабря 1941 г.
В первые месяцы войны отличился командир эскадрильи старший лейтенант Дмитриев (ветеран Финской войны): за три месяца он выполнил 180 боевых вылетов, провел 66 воздушных боев, в которых сбил 11 самолетов противника и выполнил 20 штурмовок наземных войск. Старший лейтенант Дмитриев был удостоен ордена Ленина и ордена Красного Знамени – такие награды в лето 1941 г. являлись очень большой редкостью; всего же в 1941 г. орденами было награждено 13 человек личного состава полка.
За период с 22 июня по 16 декабря 1941 г. летчики полка произвели 2080 боевых вылетов общим налетом 1784 ч, в том числе провели 182 штурмовки наземных войск противника, нанесли 68 ударов по аэродромам неприятельской авиации, выполнили 444 полета на сопровождение бомбардировщиков, 1012 боевых вылетов на прикрытие своих войск, 106 полетов на разведку, 205 полетов на перехвот и отражение налетов противника. Было проведено 473 воздушных боя. В воздушных боях и при штурмовках аэродромов уничтожено 17 вражеских самолетов и сбит аэростат наблюдения. Свои боевые потери за этот период составили 83 самолето, 40 из которых были уничтожены противником на земле 22 июня; потери в личном составе – 39 летчиков и трое техников.
В декабре 1941 г. полк убыл из 8-й иад на пополнение летным составом в 1-й запасной авиаполк 2-й авиабригады Московского военного округа.
В мае 1942 г. полк получил 21 истребитель ЛаГГ-3 и 1 июня убыл на Брянский фронт в состав 256-й иад 2-й воздушной армии.
На Брянском фронте полк сражался до 6 июля 1942 г. С 4 июня по 6 июля 1942 г. было произведено 285 боевых вылетов с налетом 244 ч, проведено 66 воздушных боев, в которых сбито семь самолетов противника; свои потери – девять истребителей ЛаГГ-3, семь летчиков.
28 июня при таране разведчика Hs-126 погиб командир полка майор Владимир Николаевич Калачев. Свой боевой счет Калачев открыл на Халхин-Голе, где сбил два японских самолета. 29 августа 1939 г. ему было присвоено звание Герой Советского Союза. В Великую Отечественную войну майор Калачев сбил четыре самолета противника лично и два в группе.
В августе 1942 г. во 2-й запасной авиабригаде (станция Сейм Горьковской области) были получены истребители Ла-5. Полк в составе двух эскадрилий (21 самолет Ла-5) вошел в состав 287-й иад 8-й воздушной армии Сталинградского фронта.
Под Сталинградом полк под командованием капитана Тарасова сражался до 23 декабря 1942 г. Летчики выполнили 517 боевых вылетов, провели 201 воздушный бой. В воздушных боях было сбито 26 самолетов противника, свои потери составили 20 самолетов и девять летчиков.
26 декабря 1942 г. штаб, руководящий технический состав и часть технического состава (всего 42 человека) под командованием капитана Тарасова убыли в тыл на доукомплектование.
Зимой 1942 – 1943 г.г. полк был фактически заново сформирован. В декабре летный и технический состав были направлены на доукомплектование 4-го и 293-го иап. Полк же заново «наполнился» личным составом в январе 1943 г. Летный состав почти полностью был переведен из 5-го иап Дальневосточного фронта, технический состав – из 20-го запасного авиаполка Сибирского военного округа. Комплектование полко проводил бывший командир 5-го иап майор Исаков. Все три эскадрильи полка получили именные самолеты Як-7б «Башкирский колхозник» (всего 32 истребителя). Передача истребителей состоялась 26 января 1943 г. в торжественной обстановке в присутствии делегации колхозников Башкирской АССР. На церемонии в качестве почетного гостя присутствовал ветеран полка времен Гражданской войны генерал-майор авиации Шелухин, в тот период занимавший должность командующего ВВС Сибирского военного округа.
С 30 января 1943 г. полк официально вошел в 278-ю Сибирскую Сталинскую иад 3-го истребительного авиационного корпуса Резерва Главного Командования. Корпусом командовал генерал-майор Е.Я. Савицкий. В апреле с летным составом полка встречался конструктор самолетов «Як» генерал-лейтенант инженерно-авиационной службы А.С. Яковлев.