В условиях роста международной напряженности необходимы были самые срочные меры для преодоления этого отставания. По решению правительства были приняты меры по ускорению разработки новой авиационной техники, особенно истребителей, организованы новые ОКБ из молодых специалистов. В 1940 г. в авиационную промышленность перевели 30 тысяч высококвалифицированных рабочих из других отраслей, а также направили 4 тысячи инженеров и техников из учебных заведений. В результате этих принятых мер в советской авиапромышленности наметились качественные изменения в аэродинамике самолетов, технологии, производстве двигателей и авиационного оборудования, накануне войны произошло перевооружение советской авиации на самолеты нового типа: МиГ-3, Як-1, ЛаГГ-3, Ил-2, Пе-2, Ер-2, ТБ-7 (Пе-8), Ар-2, ББ-1 (Су-2) и ББ-22 (Як-2/Як-4).
Однако в количественном отношении самолеты нового типа составляли менее 5 % от имевшегося парка машин, помимо этого не все из них соответствовали требованиям времени. Так, например, ближний бомбардировщик ББ-1 (Су-2), принятый на вооружение в июне 1940 г., в апреле 1942 г. был снят с производства, общее количество выпущенных машин составило 877 экземпляров. Ближний бомбардировщик ББ-22 (Як-2/Як-4) сняли с производства еще в апреле 1941 г., общее количество выпущенных машин составило около 200 экземпляров. Общее количество построенных пикирующих бомбардировщиков Ар-2 составило 71 экземпляр, а тяжелых бомбардировщиков ТБ-7 (Пе-8) – 93 экземпляра. В строевых частях к началу войны было всего 407 истребителей МиГ-3, 142 истребителя Як-1, 29 истребителей ЛаГГ-3, 128 пикирующих бомбардировщиков Пе-2 и т. д.
Таким образом, основная часть самолетного парка ВВС РККА к началу войны состояла из машин следующих типов: 3552 истребителя И-16, 2898 – И-153, 748 – И-15, 362 штурмовика (И-15бис, И-153, Ди-6), 4607 средних бомбардировщиков СБ, 1622 дальних бомбардировщика ДБ-3 и ДБ-ЗФ и 516 машин ТБ-3, 560 разведчиков (Р-5, Р-10, P-Z) и т. д. Хотя выпускаемые типы самолетов улучшались и модернизировались в процессе производства, в целом они соответствовали уровню требований середины 30-х гг., то есть когда были спроектированы и начали строиться СБ, ДБ-3, И-15 и И-16. На западной границе СССР к началу войны находилось 9260 боевых самолетов.
22 июня 1941 г. войска Германии вторглись на территорию СССР в рамках операции «Барбаросса», к участию в этой операции люфтваффе привлекли 2796 боевых самолетов четырех воздушных флотов (Luftflotte 1, Luftflotte 2, Luftflotte 4, Luftflotte 5), в составе которых были: истребители «Мессершмитт» Bf 109 и Bf 110, бомбардировщики «Хейнкель» Не 111, «Дорнье» Do 17 и «Юнкере» Ju 86, пикирующие бомбардировщики «Юнкере» Ju 87, штурмовики «Хеншель» Hs 123, разведчики «Дорнье» Do 17, «Хейнкель» Не 45, «Хейнкель» Не 46 и «Хеншель» Hs 126, транспортные самолеты «Юнкере» Ju 52 и др.
Совместно с люфтваффе на советско-германском фронте воевала авиация стран – сателлитов Германии – Италии, Венгрии, Румынии, Словакии, Финляндии и Хорватии. Так, например, в составе авиации итальянского экспедиционного корпуса (Aviazione Corpo de Spedizione Italiano) были истребители «Макки» M.C.200 и М.С.202, бомбардировщики «Савойя-Маркетти» S.M.81 и «Капрони» Са.311.
В составе авиации венгерского корпуса Schnellen Korps имелись самолеты венгерского производства – легкие бомбардировщики WM-21 и связные самолеты Levente, самолеты немецкого производства – истребители Bf 109, бомбардировщики Ju 86К, разведчики Не 46, Fw 58, Ar 96, Не 170, Fw 189, Do 215 и Не 11 IP, самолеты итальянского производства – истребители «Фиат» C.R.30, C.R.32, C.R.42 и «Реджиане» Re.2000, бомбардировщики «Капрони» Ca.l35bis и Са.310, транспортные самолеты «Капрони» Са.101 и «Савойя-Маркетти» S.M.75.