Вот загорелся и рухнул на землю один «ME-109». Самолет молодого летчика, старшего сержанта Новожилова поврежден — пробиты бензобак и труба рулей глубины, командир ранен, ранен стрелок-радист Селезнев. Стрелок Харченко, перехватив руками пробитую трубу, держит ее до самой посадки.
19 октября полк продолжает боевые вылеты. В этом бою подбит самолет младшего лейтенанта Маркина Александра Дмитриевича и совершил вынужденную посадку. На следующий день звену старшего лейтенанта Русова приказано нанести бомбовый удар по самолетам противника на аэродроме Ново-Дугино. Левым ведомым шел самолет Маркина, правым — Проценко. Отбомбились, но оказался подбитым и загорелся самолет Проценко. Над лесом экипаж выпрыгнул на парашютах.
Экипажи Русова и Маркина продолжали воздушный бой с истребителями противника. Один «МЕ-109» загорелся и свалился в штопор, его подбили стрелок-радист Милюков и воздушный стрелок Брижахин из экипажа Маркина, второй «МЕ-109» уклонился от продолжения боя. Однако подбит и правый мотор самолета Маркина, и не тянет левый, опять вынужденная посадка. На этот раз на лесной поляне, в тылу у немцев.
И вот наступило 23-е октября. Над аэродромом показался «По-2», просит посадку. Сел.
Неизвестным летчиком был младший лейтенант Маркин. Оказывается, его экипаж обнаружил брошенный «По-2» в лесу, отремонтировал, взлетел и благополучно приземлился на свой аэродром.
На следующий день, 24 октября, Маркин повторяет подвиг Гастелло. На этот раз он летел в составе звена старшего лейтенанта Русова для нанесения удара по танкам в районе Малоярославца. Кроме Маркина, в экипаже находились штурман-лейтенант Маслевец, стрелок-радист Милюков, воздушный стрелок-радист Брыжахин. Комсомольский экипаж. Правым ведомым шел самолет Помыкаева.
При заходе на боевой курс их встретила зенитная артиллерия. Русов и Помыкаев отбомбились по цели, а штурман Маслевец не мог, так как попаданием снаряда заклинило бомболюки. В это же время завязался воздушный бой с истребителями противника. Самолет начинает отставать и отбиваться. Штурман Маслевец подбил один «МЕ-109», который задымился и перевернулся через крыло.
Однако и израненный самолет Маркина начинает терять высоту. Сначала погиб стрелок Брыжахин, затем радист Милюков, не отвечает и штурман Маслевец. Правый мотор охватило пламенем, а внизу ползут фашистские танки.
Доложив Русову обстановку, со словами ненависти к фашистскому зверью он направляет горящую машину на вражеские танки. Так пензенский комсомолец использовал последнюю возможность к отомщению врагу за Родину, за товарищей, обессмертил свое имя.
На полковом митинге авиаторы поклялись беспощадно мстить врагу за погибших товарищей, за Родину, и эту свою клятву выполнили с честью.
В эти дни летный состав тщательно изучает первый опыт боев, совершенствует свое летное мастерство.
Старший лейтенант Бирюков Серафим Кириллович показывает высокое мастерство пилотирования, противозенитного маневра и отражения истребителей противника. 18 октября, днем, ведя звено для нанесения бомбового удара по Калининскому мосту, он точно над целью пробивает облачность и поражает цель, а затем, искусно маневрируя, уводит звено на свой аэродром. Его школу летного мастерства прошли многие молодые летчики полка, среди них затем окажутся Герои Советского Союза Лапс,  Платонов,  Новожилов, Романов и другие.
Во второй половине октября на фронтах Подмосковья продолжались ожесточенные бои на всех направлениях. Обе стороны несли тяжелые потери, но общий ход борьбы характеризовался возрастающим сопротивлением советских войск. Постепенно атаки противника становились слабее. В начале ноября фронт стабилизировался на линии Сединарово- Калинин-западный берег Волховского водохранилища.
Ожесточенная борьба развернулась в полосе Западного фронта. К этому времени гитлеровское командование ввело в сражение на Можайском рубеже уже все силы 4-й армии и 4-й танковой группы. Однако и советское командование значительно укрепило 16, 5, 33 и 49-ю армии, прикрывающие Москву. Усилила свои удары по гитлеровским войскам авиация.
К  концу октября немецкое наступление на Москву в полосе Западного фронта захлебнулось. Оборона советских войск стабилизировалась. Войска 16-й армии прочно закрепились восточнее Волоколамска, 5-я армия — западнее  Кубинки, 33-я и 43-я армии — на рубеже реки Нары, 45-я армия — западнее Серпухова по Оке  до Алексина.
К этому времени был создан фронтовой резерв. Это позволило организовать несколько контрударов с целью улучшения оперативного положения, например, в районах Волоколамска, Дорохова, Наро-Фоминска и Тарусы.
С конца октября по 7 ноября развернулись ожесточенные сражения в районе Тулы. Все попытки овладеть городом провалились. Героическая оборона Тулы явилась заключительным этапом октябрьских оборонительных сражений, сыграв огромную роль в стабилизации обороны Брянского фронта и в создании устойчивого положения на левом крыле Западного фронта.
Таким образом, первое генеральное наступление немцев на Москву разбилось о величайшую стойкость и героизм воинов Красной Армии.
В частях дивизии прошли короткие митинги, личный состав дал клятву Родине, партии беспощадно громить врага.
В октябре было принято в ряды Коммунистической партии 23 человека, в ноябре — 29, в декабре — 34, а всего за период войны 1941 года — 197 человек.
Многие из принятых отличились в боях за Родину. Это капитан Кобенко, заместитель командира авиаэскадрильи, имевший уже в то время 70 боевых вылетов  и награждений двумя орденами; командир звена, лейтенант Казаков, имевший более 80 боевых вылетов, и многие другие.
Агитаторы-летчики, штурманы, техники, механики и другие специалисты, показавшие образцы боевой работы, вдохновляли весь личный состав на разгром врага. Например, Герой Советского Союза капитан Бирюков Серафим Кириллович (в последствии генерал-лейтенант) личным примером героизма, отваги, летного мастерства и горячего слова коммуниста воспитал не один десяток экипажей.
В своем письме в редакцию дивизионной газеты «Патриот» Бирюков С. К. писал: «Я призываю вас, боевые товарищи, точно выполнить боевой приказ. Всю свою работу направлять только на благо Родины, нашего народа, на укрепление нашей  славной Красной Армии. Я призываю вас работать так, чтобы наша часть стала Гвардейской».
Стрелок-радист старшина Антипов, имевший уже значительный опыт в отражении атак истребителей противника, делом и страстным словом призывал с лютой ненавистью, беспощадно громить врага, передавал молодым стрелкам-радистам свой боевой опыт.
27 ноября в «Правде» опубликована статья «Под Москвой должен начаться разгром врага!». В ней говорилось: «Мужественное сопротивление частей красной Армии задержало разбег фашистских полчищ. Они вынуждены перейти на медленный шаг. Они не мчатся вперед, как бывало, а ползут, обильной кровью поливая каждый свой шаг. Но они все же ползут! Значит, надо удесятерить стойкость защитников Москвы… Надо во что бы то ни стало сорвать разбойничий план Гитлера… Этого ждет вся наша страна… Под Москвой должен начаться разгром врага!».
К 1 ноября дивизия потеряла 28 самолетов, 74 человека личного состава, а ее 42-й полк — 17 самолетов и 40 человек летного состава. Весь советский народ поднялся на патриотическое дело защиты Родины. С востока на запад непрерывным потоком шли эшелоны с вооружением и боеприпасами, направились дивизии и бригады с Урала, из Сибири, Дальнего Востока.
В ноябрьские дни, несмотря на значительные потери, дивизия продолжала наносить удары по танковым и механизированным войскам.
9 ноября при бомбометании по танковым и механизированным войскам в районе Тулы экипаж 455-го авиаполка Поветкина (штурман лейтенант Купеев, стрелок-радист Теличко, воздушный стрелок Анисимов) с бреющего полета уничтожил 5 танков и много живой силы противника. Однако самолет оказался подбитым и посажен вблизи неприятельских позиций. Раненые и обгоревшие члены экипажа сражались до последнего патрона и пали смертью героев в неравном бою.
Экипаж младшего лейтенанта Зеленского этого же полка с высоты 100-150 метров отбомбился по танковым и механизированным войскам на переднем крае. Пехота, воодушевленная блестящим бомбометанием, поднялась в атаку и выбила противника с занимаемого рубежа. За отличие в этом бою младшему лейтенанту Зеленскому присвоено внеочередное воинское звание «старший лейтенант».
К 1 декабря изменилось соотношение сил на советско-германском фронте, обстановка. Красная Армия окончательно остановила врага на ближних подступах к Москве. Противник потерпел поражение под Ростовом и Тихвином. Наши ВВС завоевали господство в воздухе. Победы подняли моральное состояние воинов. Стало ясно, что созрели необходимые условия для перехода Красной Армии в контрнаступление на главном, Московском направлении. Для его осуществления привлекались Калининский, Западный и Юго-Западный фронты.
Ставка требовала нанести мощные удары по флангам наступавших группировок противника, не ожидая полного сосредоточения сил фронтов. Контрнаступление приказывалось начать 5-6 декабря.
Начав наступление 3-6 декабря тремя фронтами, преодолевая упорное сопротивление противника, прорвав его оборону, Красная Армия стремительно двинулась вперед. Отступая, гитлеровцы бросали много боевой техники, значительная часть войск противника попала в окружение и уничтожена в районе Калинина.
16 декабря взбешенный Гитлер снял с постов многих своих командующих, в том числе и Гудериана. 16 декабря фюрер предписал «заставить войска с фантастическим упорством оборонять занимаемые позиции, не обращая внимания на противника, прорывающегося на флангах и в тыл наших войск». Он надеялся удержать в своих руках важные коммуникации западнее Москвы и узлы дорог — Ржев, Вязьму, Юxнов, Сухиничи, Калугу, Брянск. В них размещались крупные интендантские склады.
В целях срыва замысла гитлеровского командования, Красная Армия с помощью подвижных групп стремительно продвигалась вперед, а авиация наносила удары по железнодорожным узлам: Ржеву, Вязьме, Юхнову, Сухиничи, Калуге, Брянску, а также по скоплениям танковых и механизированных группировок противника.
В ходе зимнего наступления 1941-1942 гг. дивизия сражается в пределах Северо-Западного фронта, который наносит ряд сокрушительных ударов по 16-й немецкой армии, разгромив три и окружив семь дивизий под Демьянском.
Следует отметить исключительно напряженный труд инженерно-технического состава в зимних условиях, тем более, что зима выдалась на редкость морозной. Технический состав сутками не уходил с аэродрома, готовя материальную часть.
Техник звена 42 авиаполка Авращенко П.М. в своих записях вспоминает, что моторы не успевали остывать, следовал вылет за вылетом, иногда пищу в столовой приходилось принимать один раз в сутки.
В декабре 1941 года самолет №8 техника Гончарова был подбит попаданием снаряда в мотор, летчик пошел на вынужденную посадку. Техники и механики Гришин, Сластунов, Пригородов, Порядин, взяв необходимые запчасти и инструмент, подняли самолет и в полевых условиях заменили мотор, отремонтировали боевую машину.
В ноябре 1941 г. самолет №18 техника Селиванова сел на аэродром с пробитым мотором и перебитыми тягами управления моторами. Техники и механики Селиванов, Ефанов, Загнойко, Максименко, Шапилов восстановили самолет в течение 50-ти часов.
В период кровопролитных боев при обороне Москвы, в ходе зимнего наступления наших войск и уничтожения Демьянской группировки противника, в период с 26 февраля по 1 апреля 1942 года дивизия совершила 996 боевых самолетовылетов.
На головы врага сброшено 15597 авиабомб общим весом 1261115 кг. Боевыми донесениями экипажей отмечено 983 прямых попадания по целям: уничтожено самолетов в воздушных боях — 21, на земле — 51, складов ГСМ и боеприпасов — 12, 186 вагонов с техникой и живой силой, 12 паровозов, 164 автомашины, 66 танков и бронемашин, много другой техники и оружия.
Во второй половине апреля ударами извне и со стороны окруженных гитлеровцев им удалось пробить узкий  Рамушевский коридор в наших боевых порядках и соединиться с блокированными войсками. В таком положении фронт здесь стабилизировался на длительное время.
Перед выполнением боевой задачи по закупорке Рамушевского коридора, 25 марта 1942 года дивизия пополнилась 455-ым авиаполком авиации дальнего действия, который с 8 по 14 апреля прошел переукомплектование, ночную подготовку, пополнился восемью Ил-4 из Комсомольска-на Амуре. И с 17 апреля начал свои боевые действия в составе дивизии по Демьянской группировке противника.
Помешать врагу в подброске резервов к Демьянской группировке и уничтожить окруженные войска — такова задача войск и нашей дивизии.
Для этой цели дивизия выделяет оперативную группу из 17 экипажей, которая выполнила задачу с оперативного аэродрома Выползово с 28 апреля по 21 мая 1942 года.
Основным объектом бомбардирования явились узлы сопротивления противника в пунктах Малвотица, Нелючье, Личково, Залучье, Запрудино и других; скопление войск и переправы через реку Ловать в районах Ремушево, Михалково, Кобылкино, Головкино, Леониха; аэродромы Гривочка, Глебовщина, Сольцы, Рельбицы, Кресты; железнодорожные узлы Дно, Сольцы, Псков.
Бомбовые удары наносились непрерывно с наступлением темноты и до рассвета.
Экипажи производили по 4-5 боевых вылетов в ночь. Уничтожая живую силу и технику противника, оперативная группа способствовала продвижению войск Северо-Западного фронта, которые овладели рядом сильно укрепленных узлов сопротивления Личково, Глухово, Демидово, Малое Замостье и других.
В ночь с 30 апреля на 1 мая, в результате налета на аэродром противника Сальцы было уничтожено 23 самолета противника, на аэродром Рельбицы — 3.
Через реку Ловать, восточнее Рамушево, несколько раз разрушались вражеские переправы противника, подавлен огонь десяти батарей, уничтожены другие цели. Этим группа способствовала ІІ-й армии Северо-Западного фронта в овладении населенными пунктами Присморожье, Александровка, Михайкино, Васильевщина, Симаново и другими.
В ночь с 19 на 20 апреля, перед атакой наземных войск в районах Ровья и Головкино, в исключительно сложных метеоусловиях на поддержку атакующих вылетела наша оперативная группа. Остальные на вылет не решились.
Лучшие экипажи группы Урюмова и Вериженко 455-го авиаполка применили дерзкие тактические приемы нападения на аэродромы противника, используя ночь, полет в глубокий тыл. Выбирали район ожидания, затем заходили на вражеский аэродром, запрашивали сигналом разрешение на посадку, иммитировали заход и бомбили самолеты на стоянках, взлетную полосу. Таким образом, например, по аэродромам в Сальцах, Рельбицы и Гривочки нанесли такой удар, что немцы не могли использовать эти аэродромы с 1 по 20 мая.
Большое мужество, инициативу и упорство проявили экипажи 42-го полка Трехина, Уржунцева, Горбунова, Платонова, Казакова, Баукина, Васильева, 455-го АП — Рыцарева, Уромова, Зеленского, Кайнова, Карымова, Белоусова и многих других.