Неотвратимо накапливалась и физическая, и психическая усталость. Пилоты стали чаще ошибаться в боях, у них снизилась осмотрительность, четкость выполнения маневров, меткость огня. Все это не могло не сказаться на результатах боевых действий эскадрильи. Они были весьма тревожными. Так, в конце сентября в тяжелых воздушных схватках с превосходящими силами противника погибли сержанты И.Ф. Фоменко и М.И. Соколов. Не стало весельчака и балагура, любимца эскадрильи командира звена ст. лейтенанта Сергея Дмитриевича Иванова. Буквально «на честном слове и на одном крыле» дотянул до аэродрома мл. лейтенант В.А. Семенов, летавший в тот бой на моем «пегом». Инженер и техники потом долго и без заметного оптимизма судили да рядили о возможности восстановления этой машины».
В ВВС 51-й армии немцы основательно потрепали 507-й БАП, потерявший за неделю 8 бомбардировщиков Пе-2. 182-й ИАП лишился трети своих истребителей МиГ-3, а в 247-м ИАП осталось менее половины боевых машин. В первом же боевом вылете 29 сентября досталось и летчикам свежеприбывшего 62-го СМАП Фрайдорфской группы — назад не вернулся Пе-2 командира 3-й эскадрильи майора Пузанова. Забегая вперед, следует сказать, что в дальнейшем этот полк сражался достойно и в течение октября записал на свой счет 42 немецких самолета, уничтоженных на земле и в воздухе, а также 35 сгоревших танков.
Для пополнения советских ВВС в Крыму современных самолетов уже не хватало, и приходилось «с мира по нитке» собирать и вовсе архаичную технику из тыловых и учебных подразделений. Так, из числа истребителей И-5 начала 30-х годов был сформирован для ночных действий 11-й штурмовой авиаполк. На И-15бис и И-16 ранних серий включились в боевые действия летчики 1-го ИАП. Интересно, что 3-я эскадрилья 8-го ИАП, входившая в состав Фрайдорфской группы, в качестве пополнения 29 сентября получила три корабельных разведчика КОР-1, оборудованных колесным шасси. Эти одномоторные поплавковые машины, изначально предназначенные для палубного базирования, имели максимальную скорость всего около 270 км/час и вооружались тремя пулеметами ШКАС (два из них размещались в центроплане верхнего крыла, а один на подвижной установке — в задней кабине штурмана). Естественно, боевая ценность этих самолетов была невелика — в тот же день один КОР-1 пропал без вести, другой вскоре подбили, а третий передали затем в 11-й ШАП, где пилоты летали на машинах с приблизительно такими же данными.
Напряжение в воздухе над Перекопом начало слабеть в последних числах месяца, чему виной стало наступление советских войск 9-й и 18-й армий Южного фронта, предпринятое с целью отрезать группировку Манштейна от главных сил, чтобы затем во взаимодействии с 51-й армией прижать ее к морю и уничтожить. В составе 9, 12 и 18-й армий к тому моменту было 10 авиационных полков, большей частью истребительных. Кроме того, в непосредственном распоряжении командования ВВС Южного фронта находились 21-я и 66-я смешанные авиадивизии и 5-я резервная авиагруппа. 21-я САД состояла из двух бомбардировочных полков, оснащенных самолетами СБ и Пе-2, а 66-я САД включала в себя 149-й истребительный полк (МиГ-3 и ЛаГГ-3) и 288-й ближнебомбардировочный полк (Су-2). Резервная группа располагала пятью полками, в том числе двумя штурмовыми, двумя истребительными и одним ближнебомбардировочным.
Советское наступление началось 27 сентября в 10 часов. Главный удар по позициям румынских войск наносила 18-я армия.
Ей удалось прорваться в полосе 4-го румынского корпуса, и за несколько дней она продвинулась вперед на 20–30 км. Румыны бежали, бросив все тяжелое вооружение. Однако 30-й немецкий корпус, зарывшийся в землю в районе Мелитополя, продолжал удерживать позиции, несмотря на натиск соединений 9-й армии. Все это время активно действовала авиация Южного фронта: бомбардировщики и штурмовики «обрабатывали» вражеский передний край, а истребители боролись за господство в воздухе.
Из-за угрозы окружения Манштейн вынужден был развернуть назад 49-й горный корпус и моторизованную дивизию «Лейб-штандарт». Большую часть самолетов IV воздушного корпуса люфтваффе перенацелили на их поддержку. Следует отметить, что воздушный корпус к этому времени был несколько ослаблен, так как из его состава изъяли эскадру StG 77 пикирующих бомбардировщиков, направленную под Москву для участия в операции «Тайфун».