21 октября люфтваффе ограничились несколькими точечными ударами группами штурмовиков и пикирующих бомбардировщиков по наступающим частям. Из состава 16-й ВА было задействовано 68 машин, которые осуществили 153 вылета. Летчики отчитались о 12 воздушных боях и 8 сбитых самолетах. Летчики 812-го ИАП выполнили 27 вылетов и сбили один Ю-88 (он был на счету командира полка майора И. К. Лохина). По всей вероятности, это был Ju-88A-4 W.Nr. 3674 «V4+MS» из 8./KG1 «Гинденбург», который пропал без вести со всем экипажем. Позже выяснилось, что один летчик погиб, еще трое были взяты в плен на следующий день. Кроме этого, в ходе вылета на «свободную охоту» в район к северу от Сталинграда отказал двигатель у Bf-109G-2 W.Nr. 14169 фельдфебеля Хайнца Баума из 2./JG3. Однако летчик смог дотянуть до расположения немецких войск и совершил вынужденную посадку на брюхо севернее Орловки.
Собственные потери армии составили 10 самолетов. Так, 237-й ИАП потерял в воздушном бою в районе высоты 139,4 2 своих Як-1. Погиб командир полка майор И. Д. Мордвинов, а сержант А. Л. Догадайло был тяжело ранен. В 431-м ИАП старший сержант Г. М. Черкасов и сержант П. А. Смирнов не вернулись с задания.
22 октября днем было выполнено 85 вылетов на штурмовку и прикрытие над фронтом 66-й армии. В воздушных боях и зенитной артиллерией было сбито 14 самолетов. Правда, их типы в журнале боевых действий были обозначены несколько странно: 7 «Хе», 5 Ю-88, 1 Хе-111 и 1 «Юв-126». Однако эти сведения не подтверждаются немецкими документами. Кстати, в этот день на всем огромном Восточном фронте от Мурманска до Туапсе люфтваффе потеряли всего 6 самолетов и еще 4 получил повреждения от 15 % до 35 %.
В ночь на 24 октября для ночных вылетов впервые были применены штурмовики Ил-2! Совместно с «кукурузниками» они обстреливали и бомбили различные цели в районах Большой Россошки, Подсобного Хозяйства, совхоза «Опытное поле», разъезда Конный и балки Сухая Мечетка. Всего было осуществлено 74 вылета, по итогам которых летчики отчитались о 29 уничтоженных автомашинах, 21 орудии, 6 минометах, 8 прожекторах и т. д.
Днем 24 октября 16-я ВА выполнила 171 вылет, в основном на атаку наземных целей. Летчики доложили о 4 сбитых самолетах. На счету 812-го ИАП было 34 вылета. В 07.40 восьмерка Як-1 вылетала на разведку, в 10.15 было выполнено аналогичное задание в том же районе группой из 6 истребителей. В этот раз летчики видели, что на передовой площадке в районе разъезда Конный стоят 6 Ме-109, еще 12 немецких истребителей было обнаружено на аэродроме Гумрак. В 13.20 10 Як-1 вылетели на сопровождение шестерки Ил-2 в район «Опытного поля». В этот раз эскорт со своей задачей справился, ценой потери двух самолетов (сержант Копшев пропал без вести, а сержант Кулаев вернулся на базу с многочисленными повреждениями) была отбита атака мессеров. Наконец, в 15.40 9 Як-1 отправились на четвертое задание – прикрывать свои войска в районе Конной балки. Там летчики провели безрезультатный воздушный бой с «Мессершмиттами», но затем во время возвращения был внезапно атакован и сбит старшина Баранов. Пилот спасся, выпрыгнув с парашютом, и позднее вернулся в часть.
Общие потери армии составили 8 самолетов. Помимо уже упоминавшихся, в 581-м ИАП пропал без вести Як-1 командира эскадрильи капитана И. Г. Хлебникова, в 520-м – в воздушном бою около поселка Октябрьский был сбит Як-1 лейтенанта Б. М. Гомолко (пилот погиб), в 431-м – сбит Як-1 старшего сержанта А. М. Клочкова (пилот погиб), пропал без вести Як-1 старшины А. А. Сенченко, в 237-м ИАП сбит Як-1 старшего сержанта В. П. Петрова (самолет упал в 1 км восточнее высоты 146,6, пилот погиб).
В ночь на 25 октября ночные штурмовики Ил-2 совершили налет на аэродром Большая Россошка, уничтожив 6 самолетов. Днем было выполнено 125 вылетов, в том числе 24 на атаку наземных целей. Было проведено 8 воздушных боев и сбито 5 самолетов. Еще на 7 претендовала зенитная артиллерия. Свои потери 2 самолета. 812-й ИАП на сей раз выполнил две миссии: одну на сопровождение штурмовиков, вторую на прикрытие своих войск. Во время последней над Котлубанью произошел очередной 8-минутный бой с Ме-109, в ходе которого был сбит Як-1 с бортовым номером 25 сержанта Т. Г. Кулаева, который упал на советской территории. Тяжелораненый пилот умер на следующий день.
В ночь на 26 октября эксперимент по использованию Ил-2 в темное время суток продолжился. Штурмовики вылетали поодиночке, а затем с малой высоты бомбили и обстреливали обнаруженные цели (аэродром Большая Россошка и разъезд Конный). Днем выполнено 114 вылетов, которые прошли без воздушных боев.