Решительные бои с контрреволюцией на юге разыгрались осенью 1920 года. Еще весною белые были очень сильны, причем этому способствовала их авиация, вооруженная новейшими английскими самолетами и руководимая одним из талантливейших летчиков царской армии генералом Ткачевым. В частности, авиация Врангеля нанесла тяжелый урон конному корпусу Жлобы и нашему аэродрому в Александровске. К осени главное командование Красной Армии решило покончить с последним оплотом белых и в числе прочих сил направило на юг и красные авиационные отряды.
Первоначально разрозненные действия малочисленных советских авиаотрядов не были эффективны. Тогда Павлов предложил командованию создать из наличных сил крупную авиационную группу и начать массированные действия против белых с воздуха, что уже вполне оправдало себя ранее — и под Казанью и в борьбе с белополяками.
Предложение было принято. Павлову поручили собрать имеющиеся авиационные отряды в единую крупную авиагруппу в районе станции Синельниково, на фронте 13-й армии. Ближайшим помощником Ивана Ульяновича стал, как и ранее, Феликс Антонович Ингаунис. Группа должна была состоять примерно из 30 самолетов, но так как доставка отрядов по железным дорогам не могла быть выполнена быстро, Павлов решил начать боевые действия с теми силами, которые удастся стянуть за первые четыре-пять дней.
В отрядах, из которых формировалась авиагруппа, как оказалось, была большая аварийность. Поэтому Иван Ульянович, помимо политической проверки всего летного состава, проверял и технику пилотирования всех ранее ему неизвестных летчиков. При этом в ряде случаев пришлось отсеять отлично летавших, но недостаточно благонадежных летчиков. Мандат, подписанный командующим Юго-Западным фронтом, А. И. Егоровым, давал Ивану Ульяновичу широкие полномочия и обязывал всех, к кому бы он ни обратился, оказывать ему всемерную помощь.
Поначалу авиагруппа сформировалась из следующих частей: 44-й отряд — 3 самолета, 38-й — 3 самолета, 12-й истребительный — 4 самолета, 48-й — 2 самолета, 16-й — 3 самолета, 9-й — 2 самолета, 13-й — 3 самолета. Несколько позже группе были приданы 2 тяжелых воздушных корабля «Илья Муромец», под командованием летчиков А. Туманского и Ф. Шкудова. В основном группа работала в составе 18–20 самолетов. Только в сентябре на аэродроме в Вознесенске собралось 32 самолета.
Первым попал под удар авиагруппы корпус генерала Кутепова, наступавший на нашу 13-ю армию. На него обрушились все исправные самолеты, ведомые самим Иваном Ульяновичем. Белые были застигнуты на отдыхе. Сотни бомб, тысячи стрел и пулеметный огонь настолько растрепали корпус, что он больше не смог продвигаться вперед. Не помогла и новая тактика белых — двигаться рассредоточенно и при первом же звуке моторов прятаться по садам и хатам.
В каждом налете на белых неизменно принимал участие и Иван Ульянович. По возвращении он приземлялся первым и наблюдал за качеством посадок остальных самолетов. Последние не всегда бывали удачны, да и в воздухе, как оказалось, летчики группы совершенно не умели летать в строю. Ивану Ульяновичу приходилось все время инструктировать летный состав.
Едва было покончено с корпусом Кутепова, как Врангель выдвинул из «крымской бутылки» на север, по направлению к Каховке, свои главные силы под командованием генералов Слащева, Улагая и Барбовича. Начало этой операции было вскрыто 10 августа глубокой разведкой летчиков Крекиса и Золотова. Для действий на новом направлении авиагруппа немедленно перебазировалась на другой аэродром.
И снова начались штурмовки белогвардейцев с воздуха, когда самолеты авиагруппы вылетали по три, четыре и даже по пять раз в день, несмотря на изнуряющую жару.
Ввиду угрозы появления врангелевской авиации Павлов предусмотрительно приказал держать самолеты группы на аэродроме не по линейке, как это бывало раньше, а рассредоточенно, и маскировать их под деревьями или ставить вплотную к хатам.
Однажды Павлова срочно вызвал к себе начальник оперативного отдела штаба армии и сообщил, что, по последним разведывательным данным, в районе деревни Николаевка высаживается кавалерийский корпус генерала Секретёва. Целью белых было атаковать советскую дивизию, прикрывавшую воронежское направление. Штабист спросил у Павлова, чем может помочь авиация. Иван Ульянович ответил, что бомбами и пулеметным огнем летчики смогут отогнать этот корпус на такое расстояние, что он и в два дня не соберется для удара по нашим частям. И Павлову было приказано действовать, притом возможно быстрее.
Разговор произошел вечером, следующие два дня авиагруппа с утра и до ночи непрерывно громила конные группы белогвардейцев.