После окружения группировки вражеских войск под руководством Ф. Паулюса командование люфтваффе приняло решение обеспечить ее снабжение с помощью авиации. «Воздушный мост» начал действовать 24 ноября 1942 года. В связи с новыми задачами в составе немецкого 4-го Воздушного флота были созданы два новых авиакомандования:
— первое (чисто транспортное) возглавил командир 1-й транспортной эскадры полковник Форстер, входили самолеты «Юнкерс» Ю-52 (до 29 декабря), Ю-86 (с 5 декабря), Ю-290;
— второе под командованием командира 55-й бомбардировочной эскадры полковника Кюля получил самолеты Хе-111 и Хе-177 (с 15 января 1943 года).
Их воздушное прикрытие обеспечивали истребители Ме-109, Ме-110, ФВ-200 (с 9 января 1943 года).
Общее руководство снабжением по «воздушному мосту» последовательно возлагалось на начальника района аэродромного базирования Тацинская генерал-майора Каргатенко, с 1 декабря — командира 8-го авиационного корпуса генерал-лейтенанта М. Фибига, а с 15 января по личному приказу А. Гитлера — на генерал-фельдмаршала Э. Мильха.
Немецкие самолеты базировались на аэродромах Тацинская, Котельниковский, Морозовск, Чернышевский, Зимовники. К середине декабря 1942 года группировка транспортной авиации насчитывала около тысячи самолетов. Их пилотировали лучшие экипажи со всей Германии, в том числе летчики-инструкторы из летных школ, опытные экипажи с международных авиатрасс Берлин—Париж, Берлин—Рим, пилоты из отряда связи Гитлера. Сначала полеты совершали одиночные транспортные самолеты, приземлявшиеся на аэродромы Большая Россошка, Питомник, Басаргино, Сталинград—Центральный и др. За последнюю пятидневку ноября окруженной группировке было доставлено 269 тонн грузов.
В начале декабря в район окружения стали прилетать группы по 20—40 транспортных самолетов под прикрытием истребителей. Наряду с полетами по кратчайшему расстоянию (40 км) самолеты следовали и по обходным маршрутам, для чего пересекали Волгу южнее Сталинграда, выходили в район Средней Ахтубы и оттуда шли на посадку. За первую декаду декабря они доставили 1377 тонн грузов.
Для борьбы с транспортной авиацией противника командование Военно-воздушных сил Красной Армии в конце декабря 1942 — начале января 1943 года разработало систему воздушной блокады окруженных немецко-фашистских войск. Она осуществлялась соединениями воздушных армий и зенитной артиллерии фронтов в тесном взаимодействии с войсками ПВО и реализовывалась как путем блокировки аэродромов и посадочных площадок, используемых транспортными самолетами, так и штурмовыми налетами на транспортные самолеты во время их стоянки под погрузкой или разгрузкой на аэродромах. 4 декабря 1942 года командующий ВВС генерал А.А. Новиков направил в адрес командующих 8-й ВА и 16-й ВА Т.Т. Хрюкина и С.И. Руденко специальную директиву по организации воздушной блокады окруженной группировки противника. В ней устанавливались разграничительные линии и зоны ответственности между воздушными армиями, давались указания о выделении истребительных и штурмовых дивизий и полков и закреплении за ними определенных участков. Для борьбы с транспортной авиацией врага предлагалось организовать разведку и блокирование аэродромов, находящихся в кольце окружения. О сбитых и уничтоженных транспортных самолетах предписывалось докладывать по телефону на командный пункт командующего ВВС, а подробные донесения представлять ежедневно к 22.00 по телеграфу.
Одновременно генерал А.А. Новиков, координировавший действия авиации под Сталинградом, уточнил задачи 17-й ВА (генерал С.А. Красовский), 102-й ИАД ПВО (командир — полковник Пунтус) и соединений АДД (командующий генерал А.Е. Голованов). Было налажено взаимодействие с зенитными артиллерийскими частями, упорядочена работа системы ВНОС. Борьба с транспортной и бомбардировочной авиацией стала вестись одновременно в четырех зонах.
Первая зона находилась за внешним фронтом окружения. Здесь приоритетной целью было уничтожение вражеской авиации на аэродромах базирования: Тацинская, Морозовский, Сальск, Новочеркасск, Ростов, Старобельск. Борьбу в этой зоне вели соединения 17-й ВА, АДД, а с конца декабря и 8-й ВА. Привлекались для выполнения этой задачи и ВВС Закавказского фронта. Особенно удачным был штурмовой удар по аэродрому Сальск, где 9 января 1943 года удалось вывести из строя более 70 самолетов Ю-52.
Вторая зона располагалась между внутренним и внешним фронтами окружения и делилась на пять секторов, в каждом из которых действовала группа истребителей, количество которых определялось степенью активности противника в данном секторе.