Отвагу и мужество при выполнении боевой задачи проявила 4 августа пятерка летчиков-штурмовиков 504-го штурмового полка, ведомая командиром эскадрильи старшим лейтенантом И. И. Пстыго. Ей предстояло но вызову с командного пункта армии разведать обстановку в южном направлении от Сталинграда и атаковать танки противника с мотопехотой, развивавшие наступление в направлении Абганерово. Штурмовики в сложнейшей воздушной обстановке действовали очень смело и самоотверженно. Оставленная при перелете линии фронта прикрывавшими истребителями, вступившими в воздушный бой, пятерка Пстыго прорвалась в район разведки, выявила обстановку и нанесла бомбово-штурмовой удар но колоннам врага. Тяжело досталось выполнение этой задачи. Все пять Ил-2 были серьезно повреждены в воздушном бою с истребителями противника, двое летчиков погибли при отражении атак, а лейтенантам А. И. Бородину, В. К. Батракову и старшему лейтенанту Пстыго удалось с боем выйти на свою территорию и посадить машины.
Героический подвиг совершил 7 августа ведущий группы штурмовиков командир 622-го штурмового авиационного полка майор В. В. Землянский. Во время атаки вражеских танков, прорывавшихся с юга к внешнему оборонительному обводу Сталинграда, его самолет был подбит огнем зенитной артиллерии. Мотор штурмовика загорелся, нарушилось управление. И тогда Землянский, подав но радио команду своему заместителю возглавить группу, со словами "Прощайте, товарищи! Умираю за Родину! Смерть немецким оккупантам!" направил горящую машину на скопление вражеских танков. За совершенный подвиг майору Землянскому было посмертно присвоено звание Героя Советского Союза, а после войны одна из улиц Волгограда названа его именем.
Через три дня подвиг коммуниста В. В. Землянского повторил молодой пилот 673-го штурмового авиационного полка комсомолец старший сержант В. А. Рогальский, только что прибывший на фронт. На комсомольском собрании, состоявшемся накануне, он взял обязательство вылетать только с полной бомбовой нагрузкой и атаковывать противника с наибольшей эффективностью, а в случае встречи с вражескими истребителями не уходить от них, а вступать в бой и побеждать. Вскоре Рогальский уже выполнял свой первый боевой полет в район реки Малая Тингута. При заходе на цель от попадания зенитного снаряда самолет охватило пламя. И тогда Рогальский сделал горку для набора высоты, высмотрел наибольшее скопление автомашин и танков противника, направив на них горящий штурмовик. Летевшие с Рогальским летчики сообщили при возвращении с боевого задания, что они видели на месте падения самолета взрывы и несколько горящих немецких автомашин и танков. Подвиг старшего сержанта В. А. Рогальского увековечен на панораме "Сталинградская битва" в Волгоградском государственном музее.
На самолете ЛаГГ-3 таранил врага молодой летчик 156-го истребительного авиационного полка комсомолец сержант Г. В. Васюта. Когда его машина была подбита огнем вражеской зенитки, он предпочел плену смерть и направил загоревшийся истребитель на скопление вражеских солдат, уничтожив до 15 гитлеровцев. 19 августа такой же подвиг при атаке вражеской переправы через Дон повторил командир звена 622-го штурмового авиационного полка старший лейтенант М. А. Пресняков, а у населенного пункта Нижний Акатов 22 августа совершил наземный таран летчик 688-го штурмового авиационного полка младший лейтенант И. С. Богачев.
Инициативно и самоотверженно, с сознанием личной ответственности за разгром наступавшего врага действовали в августовских боях экипажи 270-й бомбардировочной авиационной дивизии, возглавляемые четырежды орденоносцем, участником воздушных боев с японскими самураями на реке Халхин-Гол полковником С. А. Егоровым. Стремясь нанести противнику как можно больше потерь, авиаторы развернули массовое движение за повышение бомбовой нагрузки самолетов. Установленную для бомбардировщика Пе-2 нагрузку 800 кг экипажи стали превышать на 100-200 кг. Первым взлетел с бомбовой нагрузкой 1000 кг экипаж 275-го бомбардировочного полка в составе старших сержантов Т. Л. Макеева, В. В. Алексеенко и сержанта И. И. Новака. Их примеру последовали другие экипажи, в том числе и те, которые летали на самолетах Су-2.
В 52-м и 135-м бомбардировочных авиационных полках началось движение за эффективность атак, для чего экипажи стали делать но нескольку заходов на каждую цель. В 10-м гвардейском бомбардировочном авиационном полку возникло соревнование под девизом "Ни одного возвращения без выполнения задачи!". Начало соревнованию положил экипаж В. Л. Фефелова. В одном из ночных боевых вылетов на его бомбардировщике отказал мотор. В этой ситуации полагалось немедленно освобождаться от бомб и возвращаться на аэродром вылета или на ближайший запасный аэродром. Но Фефелов решил идти к цели на одном моторе. В результате точного удара бомбардировщика в районе цели возникло несколько очагов пожара.
В ночь на 23 августа не свернул с курса экипаж лейтенанта П. А. Бочина, когда на маршруте встретилась низкая облачность, не позволявшая сбрасывать бомбы из-за опасности поразить свой самолет. Но по результатам этого полета должны были действовать в течение ночи остальные бомбардировщики, и Бочин вошел в облака. В районе цели облачность оказалась более высокой. Экипаж успешно отбомбился и сообщил об этом на командный пункт. Полеты были продолжены, полк полностью выполнил боевую задачу.
Настойчивость и неутомимость в полетах на выполнение боевых заданий проявлял экипаж заместителя командира эскадрильи дважды орденоносца старшего лейтенанта В. С. Ефремова. Уроженец Сталинграда, получивший путевку в небо в местном аэроклубе, Ефремов не знал устали в борьбе с наступавшими на его родной город гитлеровцами. Он выполнял но 2-3 боевых вылета в ночь, бомбил эшелоны, переправы через водные преграды, скопления войск в населенных пунктах, склады боеприпасов и горючего для танков. В одном из номеров армейской газеты "Сталинский воин" ему была посвящена статья, начинавшаяся многозначительным эпиграфом, характеризующим его боевую деятельность в этот период: "Там, где в огне металл умирал, он проходил живой". Дважды сталинградцем звали его товарищи. 2 августа 1942 г. Ефремов приказом командующего 8-й воздушной армией "за образцовое выполнение заданий командования но уничтожению живой силы и техники фашистов и проявленные при этом мужество и героизм" был награжден именными наручными часами.
До 8 августа своими основными силами 8-я воздушная армия обеспечивала боевые действия войск Юго-Восточного фронта, где 4-я танковая армия гитлеровцев наносила главный удар на Сталинград, а авиация противника совершала до 600-800 самолето-пролетов в день. Из-за повышения интенсивности действий вражеской авиации на этот район была перенацелена и единственная и районе Сталинграда 102-я истребительная авиационная дивизия ПВО, которой командовал Герой Советского Союза полковник И. И. Красноюрченко (со второй половины октября полковник И. Г. Пунтус). Оперативно дивизия была подчинена командующему 8-й воздушной армией и усилена двумя истребительными полками 220-й истребительной авиационной дивизии подполковника А. В. Утина.
В создавшихся условиях воздушная армия ежесуточно производила до 300-350 самолето-вылетов днем и до 100-150 вылетов ночью, доведя среднее напряжение на каждый исправный самолет до 3-3,5 вылета. Ежедневно происходило но 10-15 воздушных боев, в каждом из которых с обеих сторон одновременно участвовало до 50 самолетов. В результате напряженных и решительных действий войск Юго-Восточного фронта и нанесения 64-й армией при поддержке 8-й воздушной армии контрудара наступление вражеской 4-й танковой армии было приостановлено на рубеже Аксая в 5-10 км от внешнего оборонительного обвода и в 60-70 км от Сталинграда.
Тревожнее была обстановка на левом крыле Сталинградского фронта. Сосредоточив здесь свыше 300 танков и две пехотные дивизии, противник к исходу 9 августа вышел к Дону на участке Каменский, Калач, Рычковский, оттеснив соединения 62-й армии на восточный берег и окружив четыре ее дивизии юго-западнее Калача. Создалась новая опасность прорыва войск противника к Сталинграду, и 8-й воздушной армии опять пришлось перенацеливать свои силы с Юго-Восточного фронта на левое крыло Сталинградского фронта. Основные усилия сосредоточивались на отражении налетов бомбардировочной авиации противника, противодействии продвижению его танков и мотопехоты, доставке окруженным частям 62-й армии боеприпасов, продовольствия и медикаментов, оказании содействия ее частям при выходе из окружения. Для выполнения этих задач требовались значительные силы, а самолетный парк армии существенно сократился. В ходе напряженных боевых действий самолеты выходили из строя. Нужны были стационарные армейские мастерские, но они не закончили перебазирования. Ремонт поврежденных машин могли осуществлять только полевые авиаремонтные мастерские (ПАРМ), которые при самом высоком напряжении восстанавливали в сутки не более 20-25 самолетов, что не компенсировало общих потерь.