Оказывая сухопутным войскам непосредственную поддержку, авиация в трудных метеорологических условиях за первые три дня операции нанесла противнику серьезный урон в живой силе и технике. Своими активными действиями она помогла нашим наступавшим войскам успешно прорвать оборону противника, преодолеть и захватить его укрепленные районы, в частности Маньчжуро-Чжалайнарский, Хайларский, Хутоуский и Дуннинский, а также содействовала войскам с воздуха при продвижении их в глубь вражеской территории. В результате согласованных ударов с земли и с воздуха советские войска в первый же день наступления продвинулись на Забайкальском фронте от 50 до 140 км; на 1-м и 2-м Дальневосточных фронтах - от 5 до 20 км. В последующие дни темп продвижения наземных войск был еще более быстрым. Японцы, ошеломленные этими ударами, начали отводить свои войска в глубь Маньчжурии, оказывая сопротивление главным образом в укрепленных районах и отдельных узлах сопротивления. Командующий ВВС Советской Армии с небольшой оперативной группой полевого штаба находился на передовых пунктах управления 12-й и 9-й воздушных армий и непосредственно оказывал свое влияние на боевые действия авиации. На втором этапе операции, в связи с успешным прорывом обороны противника и преодолением его укреплений на всю тактическую глубину сухопутные войска продолжали бои с целью окончательного подавления очагов сопротивления противника и его преследования. Авиация в этот период продолжала наносить бомбардировочные и штурмовые удары по отдельным узлам сопротивления, опорным пунктам и железнодорожным узлам, не давая противнику занимать промежуточные оборонительные рубежи.

6-я гвардейская танковая армия стремительно продвигалась вперед. Ее действия беспрерывно поддерживала авиация 248-й и 316-й штурмовых (командиры полковники И. Б. Савельев и А. А. Ерохин) и 245-й истребительной авиадивизий (командир полковник Г. П. Плещенко).

В боевых порядках танкистов двигались авиационные представители и передовые части авиационных тылов, которые быстро подготавливали аэродромы для базирования авиации, выделенной для прикрытия и поддержки. Такая организация оперативного и тактического взаимодействия давала возможность авиации, не отрываясь от танковых соединений, быстро и своевременно оказывать им необходимую помощь путем нанесения ударов по противнику там, где этого требовала обстановка.

При преодолении 6-й гвардейской танковой армией хребта Большой Хинган авиация для расчистки пути танкам нанесла ряд сосредоточенных ударов по узлам сопротивления в предгорьях этого хребта и подвергла бомбардировке крупные опорные пункты и железнодорожные станции Лубей, Таонань, Ванемяо. Танкисты умело использовали результаты этих ударов и, сметая на своем пути вражеские войска, продолжали быстро продвигаться на соединение с подвижными частями 1-го Дальневосточного фронта. На четвертый день операции 6-я гвардейская танковая армия преодолела хребет Большой Хинган и вышла на Центрально-Маньчжурскую равнину, пройдя с боями 450 км. Войска 39-й армии к 14 августа овладели Ванемяо и Солунь, а 17-я армия и конно-механизированная группа разгромили противостоящие войска противника и вышли на подступы к Калгану. Помогла авиация танкистам и доставкой горючего через хребет Большой Хинган, в условиях стремительного наступления танковые дивизии значительно отрывались от баз снабжения. Пришла на помощь транспортная авиация, которая доставила им по воздуху около 2 тыс. тонн горючего и 186 тонн боеприпасов. В среднем ежесуточно для доставки грузов частям и соединениям 6-й гвардейской танковой армии использовалось 90-100 транспортных самолетов Ли-2{16}.

Активной поддержкой с воздуха пользовалась также наша пехота. На участке 1-го Дальневосточного фронта противник, стремясь не дать нашим войскам отрезать пути отхода своих войск из района Баоцин, Цзямусы, сосредоточил в районе города Муданьцзян значительные силы, которые оказали упорное сопротивление, неоднократно переходя в контратаку. На подавление этого сопротивления была брошена авиация всех родов 9-й воздушной армии. Бомбардировщики и штурмовики в течение дня крупными группами наносили сосредоточенные бомбардировочно-штурмовые удары по войскам противника в указанном районе и городе. Летный состав при этом проявлял исключительное мужество и умение действовать в сложных условиях. Например, группа бомбардировщиков Пе-2 (командир группы командир 59 БАП подполковник Плотников) вылетела на бомбежку войск противника на станции и в городе Муданьцзян. На маршруте к целям она попала в сложные метеоусловия: высота облачности была не более 100 м. Командир группы принял решение обойти неблагоприятный метеофронт с севера и во что бы то ни стало выполнить боевую задачу. Снизившись до 50 м, группа прошла около 100 км в сложных метеоусловиях и вышла в район хорошей погоды. Успешно выполнив задание, нанеся значительные потери противнику, группа благополучно вернулась на аэродром. Бои за Муданьцзян продолжались пять дней. 16 августа был самый тяжелый день для войск 1-й Краснознаменной и 5-й армий. Противник, сосредоточив значительные силы пехоты и танков, проводил сильные контратаки. К отражению контратак была привлечена 252-я штурмовая авиационная дивизия (командир подполковник В. X. Макаров), которая непрерывными эшелонированными действиями по артиллерии, танкам и пехоте врага оказала решающую помощь войскам в отражении контратак. Попытки врага сосредоточить войска в районах Муданьцзян, Хайлин, Нингута для нанесения контрудара также были пресечены сосредоточенными ударами штурмовиков и бомбардировщиков 9-й воздушной армии. Совместными усилиями сухопутных войск и авиации был окончательно разгромлен противник в районе Муданьцзян. Весьма эффективным был массированный удар 19-го тяжелобомбардировочного авиационного корпуса силами 108 бомбардировщиков по узлам сопротивления Дуннинского укрепленного района. При осмотре местности после ее занятия войсками было установлено, что прямыми попаданиями бомб было разрушено четыре дота, два дзота, склад боеприпасов, две траншеи и два подземных хода противника. После этого удара укрепленный район был взят нашими войсками, гарнизон японских войск капитулировал. При выполнении боевого задания советские летчики проявили находчивость и героизм.

14 августа пара Ил-2 (ведущий лейтенант Гаранин) выполняла задачу поиска и атаки мелких и разрозненных групп противника, оставшихся в нашем тылу и производивших систематические нападения на аэродром Дуннин, что препятствовало работе инженерно-аэродромного батальона по подготовке аэродрома и перебазированию на него авиачастей. Не обнаружив противника, лейтенант Гаранин решил произвести посадку на этом аэродроме и уточнить обстановку. Своему ведомому он приказал патрулированием прикрыть его самолет на земле от возможных попыток японцев захватить машину, посадку произвел под огнем противника. Не выключая мотора, Гаранин связался с командиром батальона, у которого уточнил обстановку, и, выяснив цели для штурмовки, снова взлетел. Заметив три дома, из которых японцы наиболее интенсивно обстреливали аэродром, он вместе со своим напарником бомбами и пулеметно-пушечным огнем атаковали их. В результате все три дома были частично разрушены и подожжены. Часть японцев была перебита, остальные разбежались. Благодаря инициативе, смелости и решительным действиям лейтенанта Гаранина боевая задача была выполнена.

В итоге совместных действий наземных войск и авиации сопротивление противника как в районе г. Муданьцзян, так и в других пунктах, в частности в районах г. Калган, Суну и Боли, было сломлено. Японцы, понеся большие потери, вынуждены были оставить все эти пункты.

В период второго этапа операции авиации пришлось преодолевать исключительно неблагоприятные метеорологические условия, резко ограничивавшие ее боевую деятельность. Несмотря на это, авиация не прекращала своего содействия наземным войскам в их продвижении вперед.

Успешно завершив первый и второй этапы наступления, советские войска продолжали неотступно преследовать врага в глубине Маньчжурии и на островах. 18 августа японцы стали прекращать организованное сопротивление и начали капитулировать. Лишь на отдельных участках они продолжали оказывать сопротивление небольшими разрозненными группами.

В связи с быстрым продвижением наземных войск, растянутостью коммуникаций, недостаточностью и малой проходимостью шоссейных и грунтовых дорог очень остро встал вопрос об обеспечении войск, в тощ числе и авиачастей, боеприпасами, горючим и продовольствием. В то же время возникшие перед нашими войсками задачи по быстрейшему овладению важными административно-политическими и промышленными центрами противника требовали проведения широких десантных операций. Все это на третьем этапе наступления поставило перед Советскими ВВС новые задачи. Надо было доставить по воздуху большое количество боеприпасов, продовольствия и горючего для обеспечения действий сухопутных войск в глубоком вражеском тылу; надо было высадить небольшие по численности авиадесанты с одновременным боевым и материальным обеспечением их действий.

Для выполнения этих задач по указанию командующего ВВС Советской Армии была широко использована в первую очередь авиация 54-й транспортной и 21-й гвардейской транспортных авиационных дивизий. В то время как боевая авиация продолжала содействовать войскам фронтов в уничтожении отдельных очагов сопротивления противника, транспортная авиация под прикрытием истребителей провела значительную работу по переброске грузов и высадке авиадесантов. Авиадесантные группы войск были высажены на аэродромах и в пунктах Харбин, Гирин, Янцзы, Вонсан (Гензан), Хамхын (Канко), Пхеньян (Хейдзио), Чаньчунь, Шеньян (Мукден), Делянь (Дайрен), Люйшунь (Порт-Артур). Для усиления основных десантов в районы действий последних авиация неоднократно высаживала дополнительные авиадесантные группы. Вместе с авиадесантами на аэродромы их высадки направлялись также специально выделенные авиапредставители, которые и осуществляли взаимодействие авиации с десантами.