Первыми советскими морскими летчиками, сражавшимися на Волге, были прибывшие из Морской школы высшего пилотажа И.А. Свинарев и С.Э. Столярский. Они вели воздушную разведку, обстреливали и бомбили суда, батареи и войска противника. Данные воздушной разведки докладывались в штаб 5-й армии, приступившей 9 сентября 1918 г. к штурму Казани. Корабли Волжской флотилии прорвались к пристани, высадили десант и своим огнем подавили левобережные батареи противника. К полудню 10 сентября Казань пала, противник отошёл на восток, к бассейну Камы.
Несмотря на малочисленность, морские лётчики приносили заметную пользу. Так 1 октября при освобождении поселка Пьяный Бор на Каме замаскированным батареям белых удалось потопить канонерскую лодку «Ваня Коммунист» на которой погиб помощник командующего Волжской флотилией Н.Г. Маркин. Продвижение флотилии оказалось под угрозой. Тогда гидросамолёты М-9 сбросили на батареи несколько бомб, обеспечив дальнейшее продвижение флотилии.
В начале мая 1919 г. в Волжском гидродивизионе числилось девять гидросамолётов и три истребителя. Его обеспечивала плавучая база «Коммуна», буксир и пароход «Герцен». Самолёты-истребители оставили в Чистополе, а гидроотряд последовал к Елабуге, где потерял два экипажа. После взятия Уфы флотилия поднялась вверх по Каме. Дивизион пополнился истребительным отрядом, начальником которого стал С.Э. Столярский. Гидроотряд возглавил морской летчик Н.С. Махалов. В боевом составе дивизиона насчитывалось 12 гидросамолетов и 3 истребителя. В мае — июне 1919 г. морские летчики производили воздушную разведку по р. Каме от Чистополя до Сарапула и по р. Белой до Бирска, собирая информацию о движении судов, положении войск противника, местах постановки мин, что облегчало очистку фарватера реки и способствовало продвижению всех четырех дивизионов Волжской флотилии вверх по Каме до устья Белой и высадке в тылу противника морского десанта под командованием И.К. Кожанова. Совместными ударами сухопутных частей и флотилии белогвардейский корпус был разбит под Бирском.
После разгрома войск Колчака и очищения от присутствия их плавсредств рек Кама и Белая, Волжскую военную флотилию перевели под Царицын. Туда же переместился и воздушный дивизион. Изменение дислокации связано с тем, что летом 1919 г. на Южном фронте под Царицыном создалась критическая обстановка. Генерал Деникин, сосредоточив на этом направлении основные силы, 29 июня прорвал фронт 10-й армии и после двухдневных ожесточенных боев занял Царицын. Советские войска отошли вверх по Волге к Камышину.
Постановлением РВСР Волжскую и Астрахано- Каспийскую военные флотилии объединили в Волжско-Каспийскую. С Балтийского флота по железной дороге в Астрахань доставили подводные лодки, орудия снятые с кораблей. До перекрытия Волги белыми в Астрахань перешло несколько легких миноносцев. Волжский гидродивизион усилили Саратовским гидроотрядом (восемь самолетов).
16 июля 1919 г. морские летчики Волжского воздушного дивизиона начали боевые действия под Царицыном. Во избежание потерь гидросамолеты применялись преимущественно в тёмное время суток. В Волжско-Каспийской флотилии числился 21 самолет, в том числе 18 М-9 и М-20 и три истребителя типа «Ньюпор». Начальником Волжского воздушного дивизиона оставался военный моряк Е.И. Куртов, а начальником Каспийского назначили морского летчика С.С. Негеревича. Руководил боевой деятельностью гидродивизионов начальник авиации флотилии морской лётчик С.Э. Столярский.
В августе — сентябре 1919 г. летчики Волжского воздушного дивизиона флотилии совершили 21 вылет на разведку, пять ночных налетов на Царицын и Сарепту. С выходом деникинских войск к Волге и захватом Царицына Волжско-Каспийская флотилия оказалась разделенной на северный и южный отряды. В этих условиях морской летчик Сергей Козлов совершил ночной 200-километровый перелет в южный отряд судов через территорию, занятую противником, для доставки захваченного при наступлении плана обороны и расположения противника к югу от Царицына. 7 сентября лётчики С.Г. Козлов и Е.И. Петкевич отразили девять атак неприятельских самолетов, а 9 сентября провели четыре воздушных боя.
Авиация противника действовала активно. Из 187 самолетов, которыми располагал Деникин, 18 находились под Царицыном, в районе Бекетовки. Здесь же базировалось отделение «С» 47-го отряда королевского воздушного флота Англии, вооружённое самолетами ДН-9. 7 сентября вражеская авиация бомбила баржу «Коммуна» в результате нескольких прямых попаданий бомб получили повреждения семь самолётов. В середине октября закончилось топливо, и воздушный дивизион убыл на зиму в Нижний Новгород.
За 1918–1919 гг. налёт летчиков Волжского воздушного дивизиона составил 1200 боевых часов, сброшено на войска и корабли противника 620 пудов бомб. Истребители провели 23 воздушных боя.