На четвертый день Великой Отечественной войны Новиков организовал несколько блестящих воздушных операций. Силами ВВС Северного фронта, КБФ и СФ в течение шести дней нанес бомбоштурмовые удары почти по двадцати аэродромам противника. В дальнейшем такие удары наносились неоднократно. Противник был вынужден оттянуть свою авиацию на тыловые базы, в результате чего в значительной мере была ликвидирована угроза налетов на Ленинград. Первым из военачальников высокого ранга, он по достоинству оценил воздушные тараны, которые совершили ленинградские летчики. Нескольким из них, первым в начавшейся войне, было присвоено звание Героя Советского Союза. Он управлял большой авиагруппой в интересах Северного и Северо-Западных фронтов. 10 июля 1941 г. Новиков стал начальником ВВС Северо-Западного направления. Он убрал все лишние, промежуточные звенья управления, умело организовал боевые действия авиации. Александр Александрович стал одним из разработчиков единого плана боевых действий ленинградской авиации — новой формы управления ВВС. У него выработалось умение найти в лавине событий войны тот способ действия, который ведет к успеху, к победе. Он обладал способностью объединить общей целью усилия коллектива, на который он опирался, которым руководил.
22 августа A.A. Новиков был назначен командующим ВВС Ленинградского фронта. Под его началом активно внедрялось применение радиолокации, телевидения, системы управления истребителями по радио с земли. Боевая работа авиации под Ленинградом являлась образцом организованности, правильного использования всех ее родов в тактическом и оперативном масштабах. Некоторое время в осажденном Ленинграде Новиков работал под руководством Г.К. Жукова[62], и тот его хорошо запомнил. Когда потребовалось заменить Жигарева, тогдашнего командующего ВВС, то Жуков назвал Сталину фамилию Новикова.
С 3 февраля 1942 г. Новиков назначается заместителем командующего ВВС. В этот день он прилетает из Ленинграда в Москву. На 19.00 вызов в Кремль — первая встреча со Сталиным. Тот в его присутствии кроет отборным русским матом двух генералов ВВС.
В тот день разговор с Верховным так и не состоялся. На другой день Сталин вновь вызвал его, был вежлив, внимательно слушал, смотрел изучающе.
До этого у него уже была стычка с Ворошиловым, который хотел его снять, но по сравнению со Сталиным Ворошилов казался теленком.
Вскоре Новиков был назначен заместителем наркома обороны СССР по авиации. С апреля 1942 г. и до конца войны командовал ВВС Красной Армии. По его инициативе 5 мая 1942 г. принято решение о создании 1-й воздушной армии, а в ноябре 1942 г. их уже будет 17. Под руководством Новикова 31 мая — 4 июня 1942 г. силами ВВС Брянского, Юго-Западного и Южного фронтов проведена воздушная операция с целью ослабления авиационной группировки врага.
На Западном фронте 2—15 августа того же года он впервые организует авиационное сопровождение подвижных групп и авиационное наступление.