Не оправдала возложенных на нее надежд и авиация Брянского фронта. После получения соответствующего приказа командования авиация приступила к нанесению бомбовых ударов по механизированным колоннам противника. За 20 августа 1941 года было совершено 69 самолетовылетов, сброшено бомб: 66 ФАБ-100 и 6 ФАБ-50. Летчики заявили об удачных попаданиях по колоннам противника и многочисленных пожарах. Потери составили 4 самолета (2 МИГ-3, 1 ЯК-1 и 1 СБ). Было заявлено об уничтожении немецкого бомбардировщика, при этом один пилот был взят в плен.[49]
На следующий день интенсивность полетов выросла: было совершено 96 самолетовылетов и сброшено помимо бомб 10 000 листовок. Несмотря на это, потери не возросли. Из боевых вылетов не вернулись 2 СБ и 2 ЯК-1, а 3 ИЛ-2 ВВС фронта ушли на другие аэродромы.[50]
Генерал-майор авиации Ф.П. Полынин в своих мемуарах отмечал, что, несмотря на высокую интенсивность боевой работы, добиться успеха и остановить продвижение прорвавшихся соединений 24-го моторизованного корпуса не удалось: «Самолетов у нас было мало, зато экипажей в избытке. Поэтому, как только возвращалась с задания какая-то машина, на аэродроме ее с нетерпением уже ждали. Самолет быстро заправляли горючим, подвешивали бомбы, и он уходил в бой с новым экипажем. Недостаток в самолетах восполнялся, таким образом, интенсивным их использованием… А противник между тем продолжал яростно рваться вперед. На помощь 24-му моторизованному корпусу гитлеровское командование направило 47-й моторизованный корпус. Создалась угроза полного окружения 13-й армии. Экипажи наших самолетов большую часть суток висели над танковыми и моторизованными колоннами врага, продвигавшимися главным образом по дорогам, бомбили их, обстреливали, но сдержать не могли. Беда в том, что задач перед авиацией ставилось много, а сил было мало, приходилось их распылять. Нанести массированный удар по какой-то одной крупной группировке не представлялось возможным».[51]
22 августа 1941 года свое веское слово сказала и немецкая авиация. В результате налета 7 Bf-109 на брянский аэродром было уничтожено 5 (2 МИГ-3, 1 Як-1, 1 И-16, 1 И-153) и поврежден 1 истребитель. Последовавший вскоре приказ командующего Брянским фронтом предписывал на аэродромах и площадках держать не более одной эскадрильи, рассредоточенной и замаскированной. На всех аэродромах для всех самолетов до 31 августа должны были быть подготовлены по два укрытия. Для выполнения указанных работ инженерная служба фронта выделяла дополнительно 5000 рабочих.