В период преследования врага истребители осуществляли разведку. Велась она в основном парами. В разведку входило выяснение направлений отхода, состава вражеских войск, подхода резервов, мест сосредоточения танков, артиллерии и других огневых средств. Разведку осуществлял ведущий, а ведомый в это время наблюдал за воздухом и прикрывал своего напарника. Разведданные передавались по радио.
312-я ночная легкобомбардировочная авиадивизия (командир полковник П. Н. Кузнецов), имевшая на вооружении самолеты По-2, уничтожала и изнуряла живую силу на поле боя и в местах скопления войск противника, действовала по железнодорожным объектам, аэродромам, переправам, вела разведку ночью. Полки дивизии произвели 1622 боевых вылета. Свои задачи ночные бомбардировщики По-2 выполняли в основном одиночными самолетами. Бомбометание осуществлялось с горизонтального полета и планирования.
Воздушные разведчики 511-го авиаполка своевременно вскрывали сосредоточение ударных группировок противника. Во взаимодействии с другими видами разведки помогали командованию выяснять намерения врага, определять направление контрударов, обнаруживать происшедшие изменения в группировке войск и авиации противника. Например, по данным экипажей разведчиков старших лейтенантов В. Г. Завадского и Н. К. Савенкова, стало известно, что крупные автоколонны гитлеровцев отходят от Краснограда на Днепропетровск и через Полтаву на Кременчуг. Об этом было немедленно доложено командующему фронтом, а затем Ставке, где было принято решение о преследовании отходивших войск.
Ведя непрерывные бои с отступавшим противником, авиационные части и соединения осуществляли многократные перебазирования с одного аэродрома на другой. Только в течение сентября штурмовики перелетали на новые места три, а ночные бомбардировщики и истребители четыре раза. Чтобы сила ударов по противнику не снижалась, перебазирование частей и авиасоединений осуществлялось поэтапно: одна часть экипажей вела бой, другая в это время перелетала на аэродром, освобожденный от вражеских войск и приведенный в готовность для дальнейшего использования.
Всего частями и соединениями 5-й воздушной армии в сентябре совершено 7817 боевых вылетов, во время которых уничтожено и повреждено 178 танков, 1893 автомашины, 26 самолетов на аэродромах, 9 автобензоцистерн, 128 батарей полевой и 58 - зенитной артиллерии, 13 минометных батарей, взорвано 25 складов с горючим и 49 - с боеприпасами. В 148 воздушных боях советские летчики сбили 134 вражеских самолета, потеряв 26 летчиков{7}.
В сентябрьских боях отличились командир эскадрильи 516-го истребительного авиаполка капитан И. Ф. Андрианов, сбивший три фашистских самолета Ме-109, а также его однополчанин командир эскадрильи капитан А. Н. Гришин, который при сопровождении двенадцати Ил-2 в район Борки во главе шестерки Як-1 вступил в воздушный бон с шестнадцатью Ме-109 и лично сбил два самолета противника.
Отважным воздушным бойцом показал себя командир звена 193-го истребительного авиаполка старший лейтенант А. Д. Догадайло. 9 сентября эскадрилья истребителей под командованием майора Н. И. Ольховского сопровождала группу бомбардировщиков в район Ковяги, Валки. При подходе к цели десятка "мессершмиттов" пыталась атаковать "петляковых". Отбивая атаки вражеских истребителей, советские летчики сбили четыре самолета противника, один из них был на счету А. Д. Догадайло. В конце месяца, вылетев в группе, которую возглавлял командир эскадрильи старший лейтенант И. П. Бахуленков, Догадайло в ходе воздушной схватки сбил еще один "мессершмитт". Впоследствии старшему лейтенанту Алексею Дмитриевичу Догадайло было присвоено звание Героя Советского Союза.
В ожесточенных боях за Левобережную Украину отважно сражался заместитель командира эскадрильи 82-го гвардейского бомбардировочного авиаполка гвардии старший лейтенант П. А. Плотников. Экипаж Плотникова всегда выполнял самые сложные и ответственные задания командования, в совершенстве владел полетами в сложных метеоусловиях, а сам командир имел звание воздушного снайпера. 19 сентября, вылетев в составе группы на бомбардировку железнодорожного моста через Днепр, Плотников выполнил точный заход и с пикирования прямым попаданием повредил мост. Еще через день экипаж Плотникова уложил две бомбы прямо в автомобильный мост и на продолжительное время вывел его из строя.
