В конце октября перегруппировка войск фронта с букринского на лютежский плацдарм была завершена. За несколько суток удалось скрытно перебросить на расстояние сто пятьдесят — двести километров крупные силы танков, артиллерии и пехоты. Истребительные авиакорпуса прикрыли войска во время движения к районам сосредоточения. Им была поставлена задача — не пропустить ни одного воздушного разведчика противника, не дать возможности немецко-фашистскому командованию вскрыть подготовку наших войск к наступлению с лютежского плацдарма.
Штаб 2-й воздушной армии работал в те дни напряженно. Его офицеры оказывали практическую помощь командирам авиационных частей и соединений в подготовке удара на Киев, выезжали в сухопутные войска для организации взаимодействия. 1 ноября Военный совет фронта рассмотрел и утвердил план взаимодействия частей и соединений 2-й воздушной с войсками 38-й армии.
Предусматривалось, что боевые действия авиации начнутся ночью, накануне наступления. Легкие ночные бомбардировщики У-2 в течение ночи нанесут удары по оборонительным позициям противника в районе Пуща Водица, будут изнурять врага, дезорганизуют его систему управления, разрушат оборонительные сооружения. За тридцать минут до атаки шестьдесят три бомбардировщика Пе-2 должны разгромить опорные пункты противника на окраине Вышгорода. С переходом войск 38-й армии в наступление планировалось подавление огневых средств противника непрерывными ударами штурмовиков. В течение первых двух часов на участке прорыва намечалось использовать сто пятьдесят самолетов Ил-2 5-го штурмового корпуса и 291-й авиадивизии.
Во втором вылете предстояло уже поддерживать сухопутные войска при прорыве второй оборонительной позиции противника. С вводом в прорыв 3-й гвардейской танковой армии ее наступление предполагалось обеспечивать силами 5-го штурмового и 5-го истребительного авиакорпусов. Детальное планирование действий авиационных соединений во многом облегчило последующую работу командиров и штабов.
Пункт управления в Ново-Петровцах имел связь со всеми аэродромами и самолетами, находящимися в воздухе. Неподалеку от села стояла наша приводная радиостанция, на которую выходили все группы самолетов, следовавшие к целям.
Поздно вечером 2 ноября у командующего войсками фронта состоялось совещание, на котором были даны последние указания, установлен час атаки.
На рассвете 3 ноября сухопутные войска и авиация были приведены в полную боевую готовность. На многих аэродромах перед первым вылетом состоялись короткие митинги. На старт были вынесены овеянные славой знамена авиационных частей, сражавшихся с врагом на Дону и Волге, на Курской дуге и под Харьковом. Перед строем летчиков и техников был зачитан приказ Военного совета фронта. В приказе подчеркивалось громадное значение Киева для нашей страны, говорилось о братской дружбе русского и украинского народов. Приказ требовал, чтобы каждый солдат и офицер проникся чувством ответственности за выполнение почетной боевой задачи.
В 8 часов 40 минут после артиллерийской подготовки наши войска атаковали противника. Как и предполагалось, еще в ночь перед наступлением на оборонительные позиции врага самолеты 208-й бомбардировочной авиационной дивизии сбросили бомбовый груз. Экипажи тихоходных У-2 всю ночь не давали фашистам покоя. Особенно успешно действовали экипажи офицеров Ковецкого и Бушина.
К сожалению, утром 3 ноября землю окутал плотный туман. Первый вылет бомбардировщиков и штурмовиков пришлось несколько задержать. Как только рассеялся туман, по основным узлам сопротивления на участке прорыва 38-й армии был нанесен массированный удар, в котором участвовало шестьдесят четыре бомбардировщика Пе-2 и сто три штурмовика Ил-2. Удар с воздуха серьезно нарушил систему огня противника. Части 38-й армии получили возможность быстрее продвигаться в глубину вражеской обороны.
Штурмовики, действуя мелкими группами, непрерывно подавляли огневые точки врага, обеспечивая тем самым продвижение пехоте и танкам.
К исходу дня оборона противника была прорвана на глубину семь километров. Поддерживая наступающие войска, наши части сделали пятьсот сорок пять самолето-вылетов.
С самого утра и в течение всего дня операции над районом сражения шли воздушные бои. Наши летчики сбили тридцать один самолет. Особенно отличились в боях летчики-истребители В. И. Бородачев, В. К. Кулешов, В. П. Бабков, А. С. Романенко, А. С. Куманичкин, И. И. Мусатов, Стерпул. Нанося удары по врагу, авиаторы прочно удерживали инициативу в своих руках, не давая возможности немецко-фашистскому командованию бомбить войска 38-й армии и переправы через Днепр.
На второй день снова не повезло с погодой. Низкая облачность повисла над районом сражения, переправами, аэродромами. Сухопутные войска продолжали напряженные бои на подступах к Киеву и вышли к третьей позиции вражеской обороны.