Только на аэродромах Саки и Багерово в период 18–27 апреля 1943 года полк совместно с 24‑м авиаполком уничтожил 110 самолетов противника, при этом было уничтожено 36 немецких летчиков. С целью срыва подвоза резервов и питания действующим войскам противника на Таманском полуострове были нанесены бомбовые удары по портам Керчь, Темрюк, Сенная, Анапа, Новороссийск. Бомбардировкам подверглись железнодорожные узлы Синельниково, Паланга и металлургические заводы в Мариуполе.
Следует добавить, что все объекты Керченского полуострова — морской порт, железнодорожный узел Керчь, аэродромы Керчь-2, Заморск — прикрывались мощными средствами ПВО противника, до 40 батарей зенитной артиллерии среднего и крупного калибра и до 100 прожекторов.
В июле 1943 года полк принимал участие в Орловско-Курско-Белгородской операции, бомбардируя переправы противника через реку Северный Донец, войска противника в Тамаровке, Таплинке, Белгороде, Божовце, Сухой, Каменке.
Экипажи производили по два-три вылета за одну ночь. В августе и в первой половине сентября 1943 года полк участвовал в боях за освобождение городов: Мариуполь, Барвенково, Волноваха, Чаплин.
В январе и марте 1944 года оперативная группа полка с аэродрома Хотилово, район Бологое, участвовала в выполнении стратегической задачи Верховного главнокомандующего, где произвела 46 самолетовылетов на столицу Финляндии Хельсинки. Все экипажи успешно выполняли поставленную задачу.
Поддерживая наземные части, полк действовал при освобождении Севастополя — бомбардировал артиллерийские позиции и боевые порядки пехоты, совершив 125 вылетов. И далее в течение войны полк принимал участие во всех крупных операциях, нанося удары по стратегическим объектам в глубоком тылу противника на территории Германии, Финляндии, Румынии, Польши, Чехословакии. В 1944 году за участие в освобождении Севастополя ему присвоено почетное наименование «Севастопольский». Звания Героев Советского Союза из этого полка были удостоены 19 человек, из них двое дважды — гвардии капитан Василий Осипов и гвардии капитан Павел Таран.
По условиям ленд-лиза по окончании войны все самолеты В-25 должны были быть возвращены в США, однако этого не произошло, и «митчеллы» состояли на вооружении ВВС СССР до 1953 года. Так как самолет имел шасси с носовой стойкой (в отличие от большинства отечественных бомбардировщиков, имевших хвостовую опору), его применяли в полках Дальней авиации в качестве переходного при переучивании на тяжелые бомбардировщики Ту-4.
Рейд подполковника Дуллитла
На самолетах «митчелл» американскими летчиками в 1942 году был предпринят дерзкий налет на столицу Японии — Токио.
С начала войны на Тихом океане стратегическая инициатива принадлежала Японии. Японская армия нанесла американцам ряд ощутимых поражений: Пёрл-Харбор, Кларк-Филд, Уэйк, Гуам и Манила. Как и в случае налетов нашей авиации на Берлин, американцам для поднятия духа нации необходим был хоть маленький, но успех. Американский народ жаждал реванша. В субботу 10 января 1942 года, спустя месяц после разгрома американского флота в Пёрл-Харборе, командор Френсис Лоу, оперативный офицер штаба адмирала Эрнста Кинга, командующего ВМФ США, прибыл на базу Норфолк с целью осмотреть новейший американский авианосец «Хорнет». Когда самолет уже набирал высоту, направляясь в Вашингтон, Лоу заметил на соседней взлетно-посадочной полосе нанесенные линии. Пара армейских бомбардировщиков в этот момент провела учебный налет на ограниченную линиями площадку. В этот момент у Лоу родился план налета на столицу Японии с использованием средних бомбардировщиков. Лоу связался с офицером по вопросам авиационных операций при штабе адмирала Кинга, командором Дональдом Дунканом и предложил ему разработать план налета на Японию. В обстановке полной секретности Дункан в течение пяти дней разрабатывал план. Итогом работы стал тридцатистраничный рапорт, написанный от руки — Дункан никому не доверил его перепечатать. Первой проблемой стал выбор типа самолета. Имелись три кандидата: В-25В «Mитчелл», B-26 «Mародер», В-23 «Дракон». Выбор остановился на В-25, который имел меньший разбег и размах крыльев. Дункан распорядился, чтобы армейских летчиков обучили взлету и посадке на авианосцы. Самолеты В-25 было решено облегчить, сняв с них лишнее оснащение, одновременно установив дополнительные топливные баки. К операции предполагалось привлечь два авианосца. Один нес бы на борту бомбардировщики, а другой — истребители, прикрывавшие весь отряд. По подсчетам, на палубе авианосца могли разместиться 16 В-25.