Тем не менее принятые меры не смогли кардинально решить вопрос с серийным выпуском мощных и надежных силовых установок. Наши авиаконструкторы в большинстве своем разрабатывали новые самолеты под двигатели, которые либо находились в стадии разработки, либо в опытном производстве, а в лучшем случае это были двигатели опытной серии, но еще не доведенные до нужного уровня надежности.
Авиационное пулеметно-пушечное вооружение разрабатывалось под руководством Михаила Евгеньевича Березина (пулемет УБ и пушка Б), Александра Александровича Волкова и Сергея Александровича Ярцева (пушка ВЯ), Василия Алексеевича Дегтярева (пулемет ДА), Александра Васильевича Надашкевича и Федора Васильевича Токарева (пулемет ПВ-1), Бориса Гавриловича Шпитального (пулемет ШКАС и пушка ШВАК), Александра Эммануиловича Нудельмана и Александра Степановича Суранова (пушки НС-37 и НС-45).
К середине 30-х гг. наша авиационная техника по своему уровню занимала достойное место в мире. Передовыми для того времени были истребители И-15 и И-16, бомбардировщики СБ и ДБ-3, разведчики Р-10, учебные УТ-2 и др. Советская авиация установила ряд рекордов по грузоподъемности и дальности перелетов. Истребители И-15 и 15бис успешно действовали в начале Гражданской войны в Испании против истребителей «Хейнкель» Не 51 и «Фиат» C.R.32, бомбардировщиков «Юнкере» Ju 52 и «Савойя-Маркетти» С.М.81. Однако к концу испанской войны выяснилось отставание в скорости и вооружении наших истребителей от только что появившегося немецкого истребителя Bf 109, а самолеты ТБ-3 и Р-5 уже перестали удовлетворять требованиям времени, война с Финляндией подтвердила это.
В условиях роста международной напряженности необходимы были самые срочные меры для преодоления этого отставания. По решению правительства были приняты меры по ускорению разработки новой авиационной техники, особенно истребителей, организованы новые ОКБ из молодых специалистов. В 1940 г. в авиационную промышленность перевели 30 тысяч высококвалифицированных рабочих из других отраслей, а также направили 4 тысячи инженеров и техников из учебных заведений. В результате этих принятых мер в советской авиапромышленности наметились качественные изменения в аэродинамике самолетов, технологии, производстве двигателей и авиационного оборудования, накануне войны произошло перевооружение советской авиации на самолеты нового типа: МиГ-3, Як-1, ЛаГГ-3, Ил-2, Пе-2, Ер-2, ТБ-7 (Пе-8), Ар-2, ББ-1 (Су-2) и ББ-22 (Як-2/Як-4).
Однако в количественном отношении самолеты нового типа составляли менее 5 % от имевшегося парка машин, помимо этого не все из них соответствовали требованиям времени. Так, например, ближний бомбардировщик ББ-1 (Су-2), принятый на вооружение в июне 1940 г., в апреле 1942 г. был снят с производства, общее количество выпущенных машин составило 877 экземпляров. Ближний бомбардировщик ББ-22 (Як-2/Як-4) сняли с производства еще в апреле 1941 г., общее количество выпущенных машин составило около 200 экземпляров. Общее количество построенных пикирующих бомбардировщиков Ар-2 составило 71 экземпляр, а тяжелых бомбардировщиков ТБ-7 (Пе-8) – 93 экземпляра. В строевых частях к началу войны было всего 407 истребителей МиГ-3, 142 истребителя Як-1, 29 истребителей ЛаГГ-3, 128 пикирующих бомбардировщиков Пе-2 и т. д.
Таким образом, основная часть самолетного парка ВВС РККА к началу войны состояла из машин следующих типов: 3552 истребителя И-16, 2898 – И-153, 748 – И-15, 362 штурмовика (И-15бис, И-153, Ди-6), 4607 средних бомбардировщиков СБ, 1622 дальних бомбардировщика ДБ-3 и ДБ-ЗФ и 516 машин ТБ-3, 560 разведчиков (Р-5, Р-10, P-Z) и т. д. Хотя выпускаемые типы самолетов улучшались и модернизировались в процессе производства, в целом они соответствовали уровню требований середины 30-х гг., то есть когда были спроектированы и начали строиться СБ, ДБ-3, И-15 и И-16. На западной границе СССР к началу войны находилось 9260 боевых самолетов.
22 июня 1941 г. войска Германии вторглись на территорию СССР в рамках операции «Барбаросса», к участию в этой операции люфтваффе привлекли 2796 боевых самолетов четырех воздушных флотов (Luftflotte 1, Luftflotte 2, Luftflotte 4, Luftflotte 5), в составе которых были: истребители «Мессершмитт» Bf 109 и Bf 110, бомбардировщики «Хейнкель» Не 111, «Дорнье» Do 17 и «Юнкере» Ju 86, пикирующие бомбардировщики «Юнкере» Ju 87, штурмовики «Хеншель» Hs 123, разведчики «Дорнье» Do 17, «Хейнкель» Не 45, «Хейнкель» Не 46 и «Хеншель» Hs 126, транспортные самолеты «Юнкере» Ju 52 и др.