Более крупными силами АДД действовала на участках прорыва вражеской обороны в Курской битве.
На орловском направлении для действий по войскам противника в тактической зоне было сосредоточено уже пять авиакорпусов и одна дивизия дальних бомбардировщиков.
В этот же период АДД наносила эффективные удары по позициям дальнебойной артиллерии беззаботинской группировки противника под Ленинградом, применяя бомбы крупного калибра. Некоторые части, делая в ночь по два вылета, один удар наносили по объектам в районе Курска, а второй под Ленинградом. После каждого удара по артиллерийским позициям Ленинград не обстреливался по 10 - 12 дней.
В феврале 1944 года Верховное Главнокомандование приняло решение провести воздушную операцию силами авиации дальнего действия по разрушению военно-промышленных объектов в г. Хельсинки. В течение трех ночей было совершено 2120 самолето-вылетов. На объекты противника сброшено 18 000 бомб. Плотность ударов составляла пять самолетов в минуту.
С такой же целью в течение четырех ночей в сентябре 1944 года была проведена воздушная операция по разрушению военно-промышленных объектов г. Будапешта. Было сброшено 8000 бомб, плотность ударов составляла девять самолетов в минуту. Эти удары ускорили выход из войны сначала Финляндии, а затем и Венгрии. Немаловажную роль сыграла АДД и в выводе из войны Румынии. Таким образом, цели этих воздушных операций были достигнуты.
Большой опыт организации и ведения боевых действий авиация дальнего действия получила в стратегических наступательных операциях 1944 года и завершающего периода Великой Отечественной войны. Ставка Верховного Главнокомандования на главнейших направлениях сосредоточивала основные силы не только фронтовой, но и дальней авиации. Так, в целях достижения крупных стратегических результатов, в ходе Белорусской наступательной операции на этом направлении было сосредоточено восемь авиационных корпусов, насчитывавших более 1000 тяжелых самолетов. Ставка ВГК даже сочла целесообразным перенести на сутки наступление 1-го Белорусского фронта с тем, чтобы последовательно сосредоточить усилия АДД на поддержке сначала 1-го Прибалтийского, 2-го и 3-го, а затем 1-го Белорусских фронтов.
К 1945 году, когда военные действия были перенесены на территорию фашистской Германии и ее сателлитов, потребность в уничтожении объектов в глубоком тылу противника отпала, появилась благоприятная возможность привлечения ударных сил авиации для содействия сухопутным войскам при взламывании особо прочной вражеской обороны в ходе развернувшегося гигантского наступления наших войск на всем советско-германском фронте. Это явилось также одним из основных факторов, обусловивших необходимость преобразования авиации дальнего действия в 18-ю воздушную армию и подчинения ее командующему ВВС Красной Армии с сохранением ее назначения как средства ВГК.
В этих условиях дальние бомбардировщики стали выполнять боевые задачи в более тесном взаимодействии с сухопутными войсками и фронтовой авиацией, чем это было в предшествующих операциях.
Основными целями стали укрепрайоны, цитадели, крепости и т.д. Мало того что такие цели, будучи особо прочными и малоразмерными, требовали применения бомб крупного калибра, они в то же время вплотную примыкали к переднему краю атакующих войск. От дальних бомбардировщиков требовалось наносить удары с очень высокой точностью. В связи с этим увеличился удельный вес боевых действий днем. Например, при штурме г. Кенигсберга днем 7 апреля 1945 года участвовало 514 дальних бомбардировщиков при непосредственной сопровождении 124 истребителей. Кроме того, над городом непрерывно патрулировало еще до 100 советских истребителей. Сокрушительный массированный авиационный удар с применением бомб крупного калибра по опорным пунктам и фортам города снизил возможности фашистских войск к сопротивлению, что значительно способствовало более быстрому продвижению советских войск и капитуляции этой, как считали фашисты, неприступной крепости.
В ночь на 16 апреля 1945 года перед переходом советских войск в наступление и началом Берлинской наступательной операции 745 дальних бомбардировщиков в течение 40 мин нанесли мощный массированный удар и разгромили шесть опорных пунктов второй полосы обороны противника. В ночь на 17 апреля 760 бомбардировщиков вновь обрушили свой удар по объектам противника перед наступавшими войсками. Подобные удары последовали и в ночь на 18, 21, 25 и 26 апреля. Это были последние удары по опорным пунктам фашистов на подступах и в самом Берлине.
За годы Великой Отечественной войны дальняя авиация произвела около 220 тысяч боевых вылетов. По задачам самолето-вылеты ДА распределяются следующим образом: на уничтожение войск противника - 88 901, на срыв железнодорожных перевозок - 67 278, на удары по аэродромам - 20 519, на десантирование войск и грузов - 25 747, на удары по глубокому тылу врага и морским объектам - 13 268, на воздушную разведку и выполнение других задач - 4075. На врага было сброшено 2 млн.266 тысяч бомб различного калибра. Это составило около 1/3 всех бомб, сброшенных на врага всей советской авиацией.
Боевые действия дальней авиации, вклад ее личного состава, в разгром фашистского агрессора получили всеобщее признание нашего народа и высокую оценку Коммунистической партии и Советского правительства. За годы войны стали гвардейскими 5 корпусов из 9, 12 авиадивизий из 22, 43 авиаполка из 66. Орденами награждены 7 авиадивизий и 31 авиационный полк. Более 20 тысяч авиаторов были награждены орденами и медалями, около 300 удостоены высокого звания Героя Советского Союза, а шестеро этого звания удостоены дважды: А.И. Молодчий, Е.П. Федоров, П.А. Таран, С.И. Кретов, В.Н. Осипов, В.В. Сенько.
Таким образом, в ходе Великой Отечественной войны авиация дальнего действия провела ряд крупных воздушных операций как самостоятельно, так и совместно с фронтовой авиацией. Своими действиями она способствовала завоеванию и удержанию стратегического господства в вхкздухе, существенно влияла на ход и исход стратегических операций на театрах военных действий.