20 октября вследствие понесенных ранее потерь активность советской авиации несколько снизилась, но сбрасывать ее со счетов было еще слишком рано. В течение дня бомбардировщики Пе-2 из 40-го бап и 62-го смап нанесли четыре удара, звенья СПБ — два, штурмовики — один. Отчасти уменьшение числа штурмовых вылетов произошло по причине того, что самолеты Фрайдорфской группы стали летать большими группами с мощным прикрытием, поскольку, как неоднократно замечалось ранее, «мессершмитты» опасаются вступать в бой, когда сильно уступают противнику в численности. Эти меры предосторожности были тем более не лишены смысла, если учесть, что с этого дня командование ФАГр начало использовать И-5 в качестве дневного штурмовика. Они заняли место И-15бис, число которых к моменту начала второго немецкого наступления сильно сократилось. В эти же группы входили и И-16 из звеньев СПБ. В результате в составе одной ударной группы получался «компот» из 4—5 разных типов самолетов. Например, в 14.30 скопление немецких войск южнее Ишуни атаковало 2 И-16 СПБ, 1 Ил-2, 17 И-5, 2 И-15бис, которых сопровождали 17 И-16 и 2 Як-1. Неудивительно, что такая мощная группа не подверглась атаке, и ее единственной потерей стал И-5, по-видимому, сбитый огнем с земли. Контакт с вражескими истребителями имели группы бомбардировщиков, которые в результате четырех воздушных боев потеряли один МиГ-3 сбитым и один Пе-2 поврежденным. Сами немцы декларировали в этот день только пять воздушных побед (четыре III/JG 77 и одну II/JG 3), что явно не свидетельствует об эффективности их усилий по прикрытию своих войск. Воздушные удары советской авиации приходились по частям двух эшелонов и тылам, которые пытались доставить на передовую боеприпасы и продовольствие. Наступать без снарядов и патронов невозможно, и потому немецкое наступление имело мизерные темпы продвижения. Информация об этом достигла даже верховного командования вермахта, в журнале боевых действий которого за эти сутки имеется запись: «Наступление затруднено прежде всего из-за господства противника в воздухе; наше истребительное прикрытие и действие средств ПВО на открытой местности в районе перешейков недостаточны». При этом в немецких материалах ссылаются на якобы имевшее место ухудшение погодных условий, при этом забывая, что они не помешали действовать не только низко летавшим советским штурмовикам, но и бомбардировщикам, бомбившим с высот не менее 2000 м.
Такая же картина сохранялась и на следующий день. Русские совершили два бомбардировочных и четыре штурмовых налета и лишь раз вели бой с немецкими истребителями, потеряв ЛаГГ-3 (единственная немецкая воздушная победа в этот день — капитан Brutzer из III/JG 77). Низкая облачность и туман действительно утром и в первой половине дня мешали действиям авиации. Из-за них сорвались действия советских ночных бомбардировщиков, причем два У-26 разбились, а два других — пропали без вести. Тем не менее во вторую половину дня Фрайдорфская группа осуществила четыре штурмовых удара (всего 167 самолето-вылетов), в результате которых, по донесениям, вывела из строя три штурмовых орудия, 36 автомашин и более 1000 солдат и офицеров. Кроме того, одна из штурмовых групп имела случайную встречу с немецкими бомбардировщиками, после чего пилоты И-16 доложили о сбитии одного Ju-88 и одного Ju-87. Единственным препятствием являлась немецкая зенитная артиллерия, сумевшая сбить два И-5.
С учетом всего вышесказанного вряд ли приходится считать, что генералы Манштейн, Pflugbeil и полковник Molders были удовлетворены действиями своей авиации. Наземные бои затягивались, русские успели подтянуть к ишуньским позициям резервные дивизии 51-й армии и передовые Приморской армии, а люфтваффе не смогло этому помешать. Советские штурмовики и бомбардировщики продолжали наносить удары по немецким войскам, и их активность снизилась лишь незначительно. Именно поэтому было принято решение перебросить с аэродрома Полтавы истребительную группу III/JG 52 (командир — капитан Hubertus von Bonin), действовавшую до этого на харьковском направлении. Перебазирование этой группы в Чаплинку состоялось 22 октября, но, еще до того как оно завершилось, люфтваффе предприняло очередную попытку захватить господство в воздухе над полем боя.