Вскоре после начала Великой Отечественной войны приказом Ставки Верховного главнокомандования (ВГК) были заново сформированы шесть дивизий Дальнебомбардировочной авиации трехполково- го состава с подчинением главному штабу ВВС и командующим ВВС фронтов, на вооружении которых к концу лета 1941 г. имелось всего 502 самолета (в т.ч. 325 ДБ-3 иДБ-3Ф (Ил-4) и 127 ТБ-3). Столь существенное снижение численности ДБА было связано с большими потерями в первые месяцы войны – как на аэродромах базирования, так и в боях при решении несвойственных дальним бомбардировщикам задач авиационной поддержки войск.
Согласно предвоенным взглядам советского военного искусства, основным предназначением Дальнебомбардировочной авиации считалось проведение самостоятельных стратегических воздушных операций. Однако с началом Великой Отечественной войны главной задачей ДБА стало уничтожение боевой техники и живой силы противника на поле боя и в ближайшей оперативно-тактической глубине. Привлечение ДБА к ведению авиационной поддержки войск было предопределено жизненной важностью решения основной для того времени стратегической задачи: всеми силами и средствами остановить стремительное наступление немецко-фашистских войск на Москву, Ленинград и Киев. Только за первые четыре месяца войны ДБА совершила 12 764 боевых самолето-вылета. Наиболее подготовленными частями наносились эффективные авиационные удары по военно-промышленным и административно-политическим центрам противника. За первые шесть месяцев войны ДБА совершила 366 самолето-вылетов в глубокий тыл противника, в том числе наносила удары по Берлину, Варшаве, Данцигу, Кенигсбергу, Плоешти, Бухаресту.
В боевом применении ДБА в начальный период войны имели место серьезные недостатки, приведшие к неоправданным потерям. Так, соединения действовали днем без надежного прикрытия истребителей, на малых высотах, в зоне эффективного огня вражеской зенитной артиллерии. В первые недели войны боевые задачи ДБА ставили все: и нарком обороны, и командующий ВВС, и командующие фронтами. Лишь в июле 1941 г. директивой Ставки ВГК было установлено, что боевые задачи ДБА может ставить только начальник Генштаба лично.