蘇聯空軍在二戰初期遭受了空戰史上最慘重的損失，德軍進攻蘇聯的巴巴羅薩行動初期，蘇空有大約10000架戰鬥機，其中7500架被部署在歐洲西部。而德軍當時投入的飛機數量大約是2800架。

戰爭初期德軍因為其不宣而戰的主動權，在蘇聯邊境的66個機場投下了上千枚炸彈。根據蘇聯官方的資料，在戰爭初期的第一輪打擊種，蘇聯損失了1200架飛機，其中有800架是在機場跑道上被炸燬的。這樣大的損失直接在短時間內癱瘓了蘇聯空軍，還給蘇軍的後勤系統帶來的不大不小的混亂。

開戰後的第三天德軍徹底掌握東線的制空權，而到1941年7月中旬，蘇聯已經損失了4000架飛機。截至1941年年底，蘇軍損失了21200架飛機。德空方面僅損失了2500架飛機。

因為斯大林的大清洗，蘇空的人員結構受到了很大的影響。1937年，蘇聯空軍有13000名軍官，其中有4700人被捕。到1940年，又抓了4000人。這些人中大概有15%被放了回去。但是絕大部分人都去盧比揚卡工作隊上班了。結果就是當時的蘇空人員中混雜著大量的大清洗倖存者，升遷太快但缺乏經驗的軍官，以及大量新兵蛋子。

如此一來，蘇空遭到重大損失說實話也不讓人意外。但是接下來事態的發展就不見得對德空有利的。首先，德空雖然損失數量較少，但是也要知道德空本來兵力就少，所以損失比例並不見得小。接下來不久後，《日蘇中立條約》簽訂，遠東那幾千架飛機也送來打德三了。這就讓東線此時空中兵力的天平還是傾斜了。

41年9月末，蘇軍平均每天只能出動550架飛機對抗德空的1000架飛機。到11月的時候，就變成了1140架蘇聯飛機對抗670架德空飛機。雖然這數量優勢不一定能保證蘇空獲勝，但是至少變得對蘇空更有利了。

1942年秋天，德空開始面臨真正嚴峻的挑戰。希特勒下令第六集團軍不要從斯大林格勒突圍而是繼續戰鬥的時候，第六集團軍的補給就全靠德空空運了。於是蘇軍開始了空中封鎖。經過兩個月的激戰之後，德空喪失了制空權。同時期蘇軍的戰鬥機也在迅速更新換代，再往後蘇軍開始全面取得優勢。

蘇聯空軍的逆轉，除了自身的奮戰，來自盟國的各種援助起到了更為重要的作用。

二戰初期，蘇軍飛行員訓練水平很差，一般來說這個問題是被歸咎於大清洗，確實，大清洗對於蘇聯空軍負面影響不小，比如為了避免事故很多部隊刻意避免比較危險的特技訓練，然而大清洗的影響實際上並沒有說的那麼大，更為決定性的因素來自於大擴軍和蘇芬戰爭之後的西方禁運。大擴軍使得蘇軍對於飛行員的數量要求急劇增加，而由於蘇芬戰爭帶來的西方禁運，蘇聯一大批工業建設專案由於合同中止，技術來源被切斷而被迫下馬，其中就包括對於空軍至關重要的高品質航油，電子元器件和鍊鋁，高品質航油的缺乏導致蘇軍不得不大大壓縮飛行學員和現役飛行員的訓練時數，而電子元器件糟糕的質量和數量導致蘇聯飛機普遍缺乏航空電臺，而鋁材的缺乏使得蘇聯戰鬥機不得不以航程或機動性為代價大量使用笨重的膠合板。

戰爭初期，蘇軍在戰前培養的飛行員損失慘重，但是同時，盟國根據租借法案援助的海量的物資包括航油，鋁材，電子器材原件開始到貨，大大改善了蘇聯空軍的訓練條件和裝備水平，另一方面43年後英美盟軍對德國戰略轟炸大大加強，迫使德軍不得不從東線抽調戰鬥機單位投入西線本土防空作戰，這大大減輕了蘇聯戰鬥機部隊的壓力，同時盟軍的轟炸對德國航油生產的影響，盟軍P-51遠端戰鬥機投入後對德國本土訓練單位的威脅都嚴重干擾了德國空軍飛行員的訓練，所以43年之後，此消彼長之下，蘇聯空軍開始趕上德國空軍，一直最終實現反殺。

原因也是多方面的。

首先是戰機效能的提升。在蘇德戰爭開始時，蘇軍戰機很多都是伊15、伊16等這些戰機，和德軍的BF109E、F、FW190等戰機相比很難應戰。但是隨著蘇聯空軍戰機水平的迅速提升，包括拉5、雅克9、雅克3、拉7等等戰機，同時也獲得了美國等盟友援助的P39等戰機。這些戰機的效能都很強，在二戰後期甚至已經碾壓了同期的德軍戰機，幫助蘇軍更容易地取得勝利。

戰略戰術的改進。在戰爭之初，蘇軍的戰術很是落後，比如轟炸機部隊經常是獨立深入敵後進行轟炸，而沒有友軍戰機的掩護，後來蘇軍的指揮體系進行了相應的調整，作戰效率提升，各型戰機部隊之間也能有效配合，極大的增強了戰鬥力，降低了損失。

作戰隊伍的發展壯大。蘇軍在戰前就有很多航校等部門，大量培養了基礎飛行員，有了充足的人才儲備。即使有戰爭初期的巨大損失，也能迅速補充，越戰越強。

此外就是德國空軍自身的問題了。德國空軍的飛行員培養體系只適合閃電戰，並不適合消耗戰，很快優秀飛行員損失殆盡，新兵又很難形成戰鬥力。而且由於戰爭中期開始被戰略轟炸，德國的戰機生產也成問題，同時燃料也成了問題。最終到了戰爭後期德軍戰機幾乎已經從天空絕跡。