蘇軍最高統帥部調動魯堅科中將所領導的空軍第十六集團軍、蘇傑茨中將所指揮的空軍第十七集團軍前赴斯大林格勒前線，同時，又抽掉了三個預備隊航空軍前往加入，這些空軍隊伍總括組合為斯大林格勒戰役空軍戰鬥群，總司令由空軍大將胡佳可夫擔任。
作為全蘇空軍的副總司令兼總參謀長，胡佳可夫很清楚斯大林格勒地域德軍空軍的弱點，那就是他們的飛行員數量嚴重不足，同時，由於長期的空中作戰。這些飛行員也已經嚴重疲勞。
針對德軍空軍地這一弱點，胡佳可夫一身臨前線，便對之前的戰術做出了全面的調整，他力主對德軍展開全面的、不間斷的疲勞戰術。
為了實施這種戰術，胡佳可夫調來了大批的飛行員，並且立刻按照他自己的構想，開始了對德軍的大規模空戰￣￣一場自蘇德戰爭開幕以來，規模最龐大、一次性參戰飛機最多，同時也是最殘酷的空戰，在斯大林格勒外圍、頓河、伏爾加河流域上空展開了。
從五月二十七好開始。直到六月十二號，蘇軍的大批戰鬥機、殲擊機、轟炸機。不分晝夜地離地升空，前往前方的戰場同德軍糾纏。在蘇軍一方。往往是一名飛行員駕駛戰機落地之後，稍事檢測、裝油、裝彈，便立刻由另一名飛行員頂上，繼續飛往前方作戰。在這一階段裡，雙方戰機升空地單天次數令人驚歎，最多的一次，蘇德雙方空中交戰竟然多達七十餘次。在戰役最初地七天時間內，蘇軍派出的空戰力量就多達六千七百餘架次，堪稱世界之最。
在蘇軍這種近乎車輪戰的疲勞戰術作用下，斯大林格勒前線的德軍航空隊支撐不住了，飛行員的過度疲勞導致了整場空戰的日趨被動。無數經驗豐富、戰果累累的飛行員，由於長時間得不到休整而疲乏欲死。最終在空戰裡因為一個瞌睡而隕落長空。
六月十二日，德軍B集團軍群航空隊被迫退出了斯大林格勒戰場，至此。持續半月之久地斯大林格勒空戰落下帷幕，蘇軍取得了該地區的絕對制空權。
在這場別開生面的空戰中，德軍空軍蒙受了前所未有的重大損失，一千六百三十八架飛機在戰鬥過程中被蘇軍擊落，另外，還有五百餘架飛機在蘇軍對其機場的突襲中被摧毀。也許對德國人來說，戰機的損失並不是最慘重地，令他們經受不起的是，那些經驗豐富、技術老練的王牌飛行員地損失，就在這一場慘烈的空戰中，德軍的一千餘名飛行員喪生了，這直接使得他們在後續的一系列空戰中處於被動地位。
而與之相對的，透過這一場空戰，蘇軍不僅取得了斯大林格勒地區的制空權，同時，也總結出了一套應對德軍空中力量的辦法，與此同時，也有一大批的優秀飛行員在這一戰中嶄露頭角。而在這些飛行員中，麗達無疑是收穫最多的一個，她以擊落敵機十六架的成績，成為了蘇軍第一名女王牌飛行員￣￣“空中百合”的名字，一時間頻頻出現在蘇聯各大媒體的頭版位置。
至於說這場空戰對於楚思南有什麼影響，那實在是再明顯不過了，至少來說，他和他的部隊不用忍受德軍飛機接連不斷的空襲了。不過空襲沒了不證明他楚思南就安全了，沒有空襲還有地襲呢。自從斯大林格勒外圍的蘇軍包圍圈形成以及德軍的空軍遭遇庫班空戰的慘敗之後，第六集團軍就加快了對斯大林格勒城區的進攻，他們陳列在郊區的炮兵部隊頻繁的對市區蘇軍控制區縱深實施轟炸，而楚思南的指揮部，自然也在他們的炮火打擊範圍之內。為了躲避德軍猛烈的炮火，楚思南不得不整日躲在暗無天日的地下指揮部裡，忍受著潮溼與悶熱的折磨。
這段時間以來，楚思南以及方面軍指揮部的很多參謀都染上溼疹，腋窩以及大腿內側泛起的一片片蛻皮紅斑，令所有人痛苦不堪。為此，曾有人提出建議，將指揮部撤到伏爾加河東岸的安全地帶去，但是這一條建議