С воздуха наступающие войска должна была поддерживать 7-я воздушная армия. Однако ее соединения были рассредоточены на всем протяжении Карельского фронта, так как в июне-августе обеспечивали наступление 7-й и 32-й армий, а в сентябре — 19-й и 26-й армий. Первейшей задачей стало сосредоточение дивизии на мурманском направлении. Для усиления бомбардировочного компонента из резерва Ставки сюда же была перебазирована 113-я бомбардировочная авиадивизия. Вместе с 122-й истребительной авиадивизией ПВО она передавалась в оперативное подчинение командующему 7-й воздушной армией генерал-лейтенанту И. М. Соколову.

Для размещения этих соединений требовалось построить много новых аэродромов. Однако в условиях Заполярья возможности расширения аэродромной сети были крайне ограничены. Тем не менее в короткие сроки эта задача была решена. Посадочные полосы строили между гор и в безлюдной тундре. В ряде мест пришлось делать насыпные аэродромы, для чего срезали холмы, а лишним грунтом засыпали овраги. Через глубокие и широкие овраги перекидывали деревянные эстакады. На топких болотах создавали решетчатые деревянные полосные аэродромы.

Таким образом, для проведения Петсамо-Киркенесской операции в 7-й воздушной армии было собрано 747 самолетов. Кроме того, 275 самолетов выделяли ВВС Северного флота, которыми командовал Герой Советского Союза генерал-майор авиации Е. Н. Преображенский.

Стоит ли говорить о том, что советская авиация превосходила в несколько раз самолетный парк противника на Севере.

Первыми в операции приняли участие разведчики, экипажи которых должны были вскрыть всю линию обороны врага. Среди разведчиков в литературе отмечаются следующие экипажи: Герой Советского Союза А. В. Колесников, А. Р. Сливка, А. С. Западинский, А. В. Козлов, а также ставшие вскоре Героями Советского Союза А. В. Анохин, В. И. Дончук.

По плану авиационного обеспечения операции военно-воздушные силы должны были:

— содействовать наземным войскам в прорыве обороны противника и в наступлении;

— прикрывать ударную группировку 14-й армии;

— не допускать подхода резервов противника и отхода его войск и техники, разрушать переправы;

— ночными действиями изнурять и подавлять артиллерию на огневых позициях;

— уничтожать неприятельские самолеты на аэродромах и в воздухе;

— топить транспорты в фиордах и портах Петсамо и Киркенес;

— вести непрерывную разведку поля боя, войсковых и армейских тылов.

Исходя из этих задач, штаб 7-й воздушной армии разработал два варианта боевого использования авиации в операции: один для благоприятных метеорологических условий, допускающих действия всех родов авиации, другой — на случай плохой погоды (столь нередкой в Заполярье), исключающей полеты бомбардировщиков.

По первому варианту за день до начала наступления планировалось провести предварительную авиационную подготовку, в день наступления за час до окончания артиллерийской подготовки — непосредственную авиационную подготовку, и затем должна была следовать авиационная поддержка атаки и боя в глубине. Но плохая погода не позволила провести ни предварительной, ни непосредственной авиационной подготовки.

Поддержка атаки пехоты и танков планировалась штурмовыми действиями авиации. Для более тесного взаимодействия авиации с наземными войсками штурмовые авиадивизии закреплялись за стрелковыми корпусами. 261-я штурмовая авиадивизия должна была поддерживать действия 131-го стрелкового корпуса, 260-я штурмовая авиадивизия — 99-го стрелкового корпуса. После прорыва главной полосы обороны противника основные силы 7-й воздушной армии намечалось использовать для обеспечения действий легких стрелковых корпусов и 7-й гвардейской танковой бригады.

Для более плотного взаимодействия в каждую дивизию 131-го и 99-го стрелковых корпусов были направлены авиационные офицеры с радиостанциями. В их задачу входило наведение самолетов на цель.

Утром 7 октября начался штурм вражеской обороны. После артиллерийской подготовки соединения 131-го и 99-го стрелковых корпусов пошли в наступление.

Из-за снегопада с дождем массированный авиационный удар, как это намечалось по плану, нанести не удалось. В воздух поднимались лишь наиболее подготовленные экипажи штурмовиков и истребителей, действовавшие с малых высот мелкими группами.

Так, шестерке самолетов Ил-2 во главе с капитаном П. А. Рубановым, вылетевшей на штурмовку переднего края противника, пришлось идти плотным строем, то опускаясь под кромку облаков, то пробивая их вверх. Но Рубанов вывел группу точно на цель и с ходу атаковал ее. В результате неожиданного удара было взорвано два склада боеприпасов, разрушено несколько землянок и уничтожено много гитлеровцев. По минометной батарее врага нанесла точный удар группа Илов под командованием капитана М. Бакарася.

За первый день наступления летчики совершили 229 самолето-вылетов, в то время как со стороны противника отмечено только 30 самолето-пролетов.

Войска 131-го стрелкового корпуса прорвали главную полосу обороны неприятеля, форсировали реку Титовку и захватили плацдарм на ее западном берегу. Создались благоприятные возможности для развития наступления в глубине вражеской обороны.

На второй день наступления погода улучшилась и авиация заработала в полную силу, совершив в течение дня свыше 500 самолето-вылетов. Особенно эффективно действовали штурмовики, оказывавшие непосредственную поддержку наступавшим войскам на поле боя. По заявкам командиров стрелковых корпусов группы Илов наносили удары по узлам сопротивления противника, по скоплениям боевой техники и живой силы.

Особо отличились Илы под командованием майора Н. Гончарова. Получив задачу разрушить узел сопротивления на западных скатах высоты 258,3, восьмерка штурмовиков под прикрытием десяти истребителей быстро отыскала цель и точными ударами разрушила несколько блиндажей, взорвала склад с боеприпасами.

Утром воздушной разведкой, а затем и с наблюдательного пункта командира 99-го стрелкового корпуса были обнаружены несколько войсковых колонн, двигавшихся по дороге от Луостари. По заданию командира корпуса генерал-майора С. П. Микульского командир 260-й штурмовой авиадивизии полковник Г. А. Калугин выслал три группы самолетов Ил-2, по восемь в каждой, для уничтожения противника и его опорных пунктов в полосе наступления корпуса. Задача была выполнена.

Много неприятностей 131-му стрелковому корпусу доставляли артиллерийские и минометные батареи врага, расположенные в опорном пункте на безымянной высоте северо-восточнее озера Чапр. Они вели систематический фланговый огонь по нашим наступающим войскам. Летчики 7-й воздушной армии несколько раз наносили по высоте бомбардировочные и штурмовые удары, но уцелевшие орудия продолжали стрелять. 9 октября командир корпуса генерал-майор З. Н. Алексеев поставил перед 261-й штурмовой авиадивизией задачу подавить вражеский огонь. По указанию командира дивизии генерала Удонина на задание вылетела шестерка самолетов Ил-2. Ее возглавлял капитан Я. Андриевский. Прибыв в район цели, штурмовики перестроились в круг и меткими ударами, снижаясь во время атак до бреющего полета, разгромили две противотанковые и одну минометную батареи, а также взорвали склад с боеприпасами. Генерал З. Н. Алексеев высоко оценил действия штурмовиков.