После переучивания в 27-м ЗАП и переформирования на штат 015/284 (2 эскадрильи, 20 самолетов) он 26 ноября 1941 года убыл на Ленинградский фронт (аэродром «Подборовье»). В декабре к нему присоединился 159-й ИАП. Оба полка вошли в состав Восточной оперативной группы, прикрывавшей воздушный мост в осажденный Ленинград. Транспортные самолеты ПС-84 (Ли-2) перебрасывали в осажденный город продовольствие и другие грузы. Обратными рейсами вывозили женщин, детей, стариков, раненых.
К марту 1942 года 154-й ИАП располагал всего семью «Томагауками» и столькими же «Киттихауками», однако запчастей было очень мало. Особенно остро ощущалась нехватка двигателей. Поскольку заграничные «Аллисоны» не поступали, а истребители требовались срочно, то командира полка предложил проработать установку на Р-40Е…советских моторов М-105П! На 1-й авиаремонтной базе 13-й Воздушной Армии (ВА) таким образом было переделано более 40 истребителей (а заодно несколько машин переоборудовали в двухместные). Одновременно устанавливались четыре направляющие для РС-82.
Естественно, установка менее мощного мотора привела к ухудшению характеристик самолета – так, максимальная скорость Р-40Е с мотором М-105П и винтом ВИШ-61П снизилась на 12 км/час (с 477 до 465 км/час). Поэтому переделанные самолеты поспешили передать в другой полк – 196 ИАП).
Весной – летом 1942 года 154-й ИАП понес тяжелые потери и 21 ноября переименованный в 29-й ГвИАП полк был отведен в тыл и перевооружен на Як-7. 6 мая 1943 года Матвеев получил звание полковника и переведен в штаб дивизии (хотя и тут он умудрился выполнить несколько боевых вылета). Общее количество его побед неизвестно, но за войну он одержал как минимум шесть личных и 9 групповых (большинство на Р-40).
Еще два результативных летчика 154-го ИАП Петр Покрышев и Петр Пилютов большинство своих побед одержали именно на Р-40. Пилютов вступил в РККА в 1928 году, закончил авиационно-техническое училище в 1932 году, через два года участвовал в знаменитой эпопее по спасению экипажа «Челюскина». Потом было обучение в знаменитой Каче. Летом 1938 году он воевал на Хасане, потом был советско-финская война, где он одержал шесть побед. К июню 1941 года он командовал 4-й эскадрильей 154-го ИАП на Ленинградском фронте. Один из первых освоил МиГ-3. К марту 1942 году (когда он стал заместителем командира полка) он был в звании майора.
Он один из первых советских командиров, которые в бою опробовали тактику пары.
Пилютов участвовал в драматических схватках над Ладогой зимой 1941 года. В одном из вылетов ему пришлось выдержать бой с желтоносым Bf 109Е «Желтая 19» (вероятно из состава JG 54). Противостояние продолжалось 30 минут, однако противники были равны по силам и поэтому оно закончилось безрезультатно.
А через несколько дней (17 декабря) Пилютов сделал свой 170-й вылет. На одном из немногих оставшихся в полку И-16 он вылетел на сопровождение транспортных Ли-2, которые вывозили детей из окруженного Ленинграда. Над Ладогой группа была перехвачена шестеркой «мессеров». В ходе боя «Желтый 19» сбил Пилютова, который смог посадить поврежденный самолет на лед.
Тяжелораненый летчик был вытащен из обломков советскими солдатами (потом в теле насчитали около 20 осколков). Однако уже через четыре дня ас вырвался из госпиталя на фронт. Его главной мечтой была месть летчику «Желтой 19». Вскоре ему удалось сбить один первых на этом участке фронта Bf 109F (потом в обломках были найдены отметки о 15 победах, правда из них советской была только одна). И наконец 23 января 1942 года Пилютов сбивает злосчастную «Желтую 19».
Интересно, что многими годами позже в одном из берлинских пабов Пилютов разговорился с бывшим летчиком Люфтваффе, который хорошо говорил по русски. Естественно, что в разговоре двух летчиков факт противоборства с «Желтой 19» не прошел незамеченным. Каково же было удивление советского аса когда его собеседник сообщил ему что именно он сидел в кабине того истребителя. Интересен и тот факт, что немец не был асом, попал в плен, где выучил русский язык и после войны остался жить в Восточной Германии.
Пилютов же был удостоен звания Героя Советского Союза 10 февраля 1943 года, а к концу войны одержал 17 побед лично и 4 в группе (неизвестно включены ли сюда победы в финскую). Уволился в 1955 году в звании полковника.