1942年，诺维科夫将苏联空军团的兵力稳定为每个团32架飞机。多个空军团被合编为空军师，多个空军师被合编为空军军，多个空军军被合编为空军集团军。一些空军师被直接置于苏军最高统帅部的指挥之下，担任大本营预备队。这套系统保证了在战术对地支援和大规模作战任务时可投入大型空中编队。
典型的苏联空军集团军的编制情况
苏联空军的远程轰炸机力量被重整为远程航空兵（缩写为ADD），直接置于最高统帅部大本营的指挥之下。远程航空兵的轰炸机被用来攻击敌人后方的纵深目标，但由于战况紧急，它们主要还是被用于支援地面作战。
另一项改革措施被委婉地称为“单一首长制”，该措施的实施终结了政治军官（政委）对作战行动的最终决定权。相反，新的指挥体系更依赖军事主官。不过，这并没有削弱苏联共产党对空军的领导，各级部队中仍有党委和宣传机构，不过它们的主要作用是鼓舞士气，并向普通官兵解释为何而战，但不再插手对作战行动的规划。苏联空军还采取了其他措施以提振士气，如对表现优异者予以表彰，并给在战斗中证明了自身能力的部队单位授予“近卫”荣誉头衔。近卫军部队往往能获得更好的装备和素质更高的人员。
采用冬季涂装的伊尔-2M强击机，机身上写着“向图瓦人民代表致敬！”图瓦是位于俄罗斯南西伯利亚地区的一个自治共和国
1943年，诺维科夫再次提高了空军团装备的飞机数量，这次增加到了40架飞机，因为指挥员和飞行员对指挥技巧和武器装备更加精通了。如前文所述，在库班的战斗行动中，苏联空军解决了自身存在的许多战术缺陷，大型编队也开始越来越多地出现在天空中。在地面上，坦克集团军和骑兵机械化集群被分配了歼击机师和轰炸机师，以支援前者在德占领土纵深的机动作战，这也成了库尔斯克战役结束后苏联红军作战的普遍特征。
技术
虽然战争伊始苏联空军装备有数量巨大的飞机，但技术上的落后削弱了他们的战斗力。例如，许多飞机没有配备无线电，这就使飞机间的协同战斗颇为困难。苏联空军也缺乏其他能维持其运作的基本保障兵种，如几乎没有气象部队，而天气预报对于飞行安全是至关重要的：云层会遮盖目标，风况会影响燃料的消耗率，雨雪会使飞行困难，高温会导致异常的飞行条件，等等。
苏联空军在重组过程中，专门创建了一支气象部队来处理这方面的问题。苏联空军还装备了更多的无线电设备，不仅是在飞机上，还建立了地面无线电测向网络，这改善了苏军飞机的导航情况，可以让飞机在不太理想的天气条件下飞行。
美制SCR-268防空火控雷达，苏联人曾对这款雷达进行仿制
战争早期，苏联空军的另一大缺陷是导航不良。空军部队经常无法找到为他们指定的目标，战斗机经常无法与它们应该护航的轰炸机建立联系。对此，苏军提升了导航训练的难度，为野战机场各单位分配了高级导航人员，并在地面上建立了一套导航控制站系统。苏联空军还研制了新型重磅炸弹，提高了命中目标的概率。所有这些措施都有助于打造一支可以在现代化战争条件下进行战斗的空军。
后勤
1941年，在德军的打击下，苏联空军的后勤系统濒临崩溃，不过他们迅速采取了应对措施。8月，成立了苏联空军后勤司令部，该司令部的基本单位是“航空兵驻扎区”（Area Basing Region，缩写为RAB），此类单位可在机动作战中发挥作用。每个航空兵驻扎区都是围绕着数个机场勤务营而成立的，能够为多种型号的飞机提供保障支援，最多可以为整整一个空军军的飞机提供保障支援。航空兵驻扎区在编制上还下辖各种基建和维修分队。
苏军的空军基地修建在前线后方15至30千米处，由航空兵驻扎区负责维护。在空军基地后面是额外的支援单位，再后面是进行大修的机棚和储存物资的仓库。
苏军后方基地单位的编制情况
在发起地面进攻战役之前，工兵部队将修建支援空中部队的机场。一旦达成突破，航空勤务营将跟随地面部队一同向前推进，随时改装落入苏军手中的机场，然后苏军飞机将降落在这些机场上，并以这些机场为基地展开战斗。通过确保空中掩护力量不断向前发展，可大大帮助苏军维持进攻的节奏。
工业生产
如下面的表2所示，整个苏德战争期间，苏联的飞机产量始终比德国的飞机产量高。对德国空军来说，让情况变得更糟糕的是，为他们生产的飞机还必须分出一部分来对抗西欧和地中海战区的盟军。
表2. 1939至1945年苏德两国的飞机产量
注：表中的数字不仅包括新生产的飞机，还包括已修复并重新投入使用的战损飞机。此外，苏联通过租借法案从美国和英国接收了数量庞大的飞机，包括11594架战斗机和对地攻击机，3770架中型轰炸机。表中的问号（？）表示数字未知。
德国工业生产的许多缺陷都可以追溯到战前的决策。例如，德国空军的规划人员曾预期，战争只会持续较短的时间，因此他们未能为长期生产提供工业装备。某些接近过时的机型的生产仍在继续进行，因为人们相信，当把生产线改为制造更新型的飞机时，战争就会结束。哪怕是到了后来，德国仍在生产接近过时的飞机，因为改造生产线会耽误时间，进而减少向前线部队交付飞机的数量。例如，德国空军选择继续生产Ju 87“斯图卡”俯冲轰炸机，而不是性能好得多的Hs 129对地攻击机，只因为其地面部队迫切地需要战斗支援飞机，容不得一点耽误。
在战争中后期，严重制约德国空军的另一个决定性因素是它在战前将相当一部分精力放在了中型双发轰炸机上。德国空军原本打算将自身打造为一支攻势空军，其快速中型轰炸机最初能够正面对决敌人的截击机。虽然德军在“不列颠之战”中失败了，但这被视为偶然情况。然而，到1943年，面对欧洲周边地区不断增长的盟军空中力量以及不断轰炸德国本土城市的盟军轰炸机，德国空军的压力倍增，可谓是到处都需要战斗机，但仍然远远不够。因此，德国空军被迫从东线和地中海战区撤出双发中型轰炸机，在本土作为截击机使用，从而放弃了在前线与苏军和英美盟军的空中力量争夺制空权的机会。
二战期间苏联通过租借法案获得的美制A-26攻击/轰炸机
直到1943年2月德军在斯大林格勒战败，其规划人员才开始认真考虑如何打一场全面战争。即便这样，也需要一年的时间才能完全实现大规模生产，但到那时早就晚了三秋了。除了实力不断增长的盟军空中力量之外，德国空军还不得不面对油料短缺的问题，这些问题导致飞机停飞，训练瘫痪。1944至1945年间德国生产的大部分飞机因缺乏油料而很难得到飞上蓝天的机会。