В начале 1938 г. большинство летчиков 106-й авиаэскадрильи были переведены в состав вновь сформированного 15-го иап. Сафонов попал в четвертую эскадрилью, вооруженную истребителями И-15, хотя уже к тому времени он освоил И-16 и был одним из лучших в полку пилотировщиков этой сложной машины. Когда приказом Наркома ВМФ СССР от 23 декабря 1939 г. был сформирован 72-й смешанный авиационный полк, включавший 2 истребительные и одну бомбардировочную эскадрильи, то заместителем военкома истребительной эскадрильи по комсомолу туда был назначен ст. лейтенант Сафонов. Сложные метеорологические и рельефные условия Заполярья требовали специальной подготовки летчиков для пилотирования в условиях ограниченной видимости и четкой ориентации на местности, характер которой почти исключал возможность вынужденной посадки.
Свой первый боевой вылет он совершил 22 июня над полуостровом Рыбачьим, атаковав вместе с В. Воловиковым Хе-111. Летчики вели огонь до полного израсходования боекомплекта, однако задымившему "Хейнкелю" удалось скрыться в облачности.
Вечером 24 июня Сафонов поднял свой И-16 по тревоге, вновь на перехват одиночного Хе-111 (по другим данным, это был Ю-88). Погода была безветренная, и пыль, поднятая его самолетом, задержала взлет ведомых. В двух атаках Сафонов повредил бомбардировщик и убил стрелка, а затем, сблизившись с противником до 70 метров, длинной очередью отстрелил вражескому самолету хвост. Машина упала в бухте Зеленцы. Командующий Северным флотом адмирал А. Г. Головко свидетельствует в своих мемуарах, что подошедший катер успел подобрать некоторые части сбитого самолета. Это была первая победа, одержанная Северным флотом в бою с современной грозной машиной, триумф совершился на глазах десятков людей - моряков-катерников. К концу лета на счету капитана Сафонова было уже 10 лично сбитых самолетов, и его представили к званию Героя Советского Союза. Среди сбитых им были: Хе-111, 5 Ю-88, 2 Хш-126, Ю-87 и Ме-109. 15 сентября Сафонов одержал сразу 3 победы (Ме-110, Ю-87 и Хш-126), доведя число личных побед на И-16 до 14. [184]
24 октября 1941 г. он был назначен командиром нового 78-го иап. Командующий ВВС наделил Сафонова правом подбирать летчиков по собственному усмотрению. В полк были направлены 8 бывших инструкторов, имевших хорошую летную подготовку. Полк вооружили английскими "харрикейнами", на которых англичане сражались в Заполярье в сентябре. Почерк аса к тому времени стал вполне определенным: по возможности неожиданное и скрытое сближение с противником, затем атака на максимальной скорости и открытие прицельного огня по кабине или жизненно важным агрегатам самолета с дистанции не более 100 метров. "Наблюдательность, быстрая реакция, умение мгновенно принять правильное решение - главные качества летчика-истребителя", - считал Сафонов.
По его предложению, 12 пулеметов калибром 7,69 мм, установленных на английском истребителе, были заменены парой пушек ШВАК. Сказалась инженерная одаренность Сафонова: надежность бортового оружия и масса его секундного залпа существенно возросли. По его указанию пушки были пристреляны на 100 м, и он сам испытал их в воздухе.
Командирские обязанности внесли существенные коррективы в его фронтовую жизнь. Летать на задания приходилось меньше, посвящая время планированию воздушных операций и тщательному руководству ими. Особенное внимание уделяет он воспитанию молодых летчиков; зачастую сам вылетает с ними на боевое задание. Среди тех, кто обязан своим становлением Сафонову, известные асы Н. Бокий, В. Покровский, П. Климов, П. Орлов... Заметим, что условия боевой работы морских летчиков, в особенности летчиков-североморцев, отличаются особенным риском: ведь в случае повреждения над морем они лишены возможности спастись. Сафонов и его соратники воевали над Баренцевым морем, где температура воды даже летом не превышает нескольких градусов выше нулевой отметки, а зимой отрицательная. Оказавшись в ледяной воде, большинство людей погибают в течение нескольких минут...
В марте 1942 г. Сафонов вместе с А. Коваленко, А. Кухаренко и Т. Тумановым были награждены английским орденом "Ди-Эф-Си" - "Наградным летным крестом", а 27 мая, за несколько дней до гибели, в Москву ушло его представление ко второй Золотой Звезде, где, в частности, отмечалось: "Герой Советского Союза подполковник Сафонов в течение войны с немецкими захватчиками в воздушных боях сбил 19 самолетов противника, кроме того, в групповых боях Сафонов сбил вместе с другими летчиками 3 самолета противника".