21 сентября группа из 12 истребителей под командованием капитана А. И. Якимова встретила 15 Ю-87 под прикрытием 10 Ме-109. Наши летчики решительно атаковали противника, и он недосчитался 7 самолетов, которые уничтожили летчики А. И. Якимов, С. Ф. Долгушин, А. Я. Баклан, А. Д. Анискин и В. И. Гаранин.
22 сентября шестерка истребителей во главе с капитаном И. И. Избинским перехватила немецкие бомбардировщики на подходе к линии фронта и заставила их сбросить бомбы на свои войска. В жаркой схватке противник потерял 3 самолета. Их сбили летчики Н. А. Карначенок, М. А. Гарам и А. П. Шишкин. В этот день погиб лейтенант Н. А. Карначенок. На его счету было 349 боевых вылетов и более 10 сбитых вражеских самолетов. Отважному соколу было посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.
23 сентября два звена «яков» под командованием капитана И. Ф. Стародуба завязали бой с 18 бомбардировщиками и 12 истребителями противника. Бой был ожесточенным. 5 немецких самолетов сбили летчики В. А. Луцкий, С. П. Команденко, А. Г. Котов и И. Ф. Стародуб. Сбив «мессершмитт» и израсходовав все боеприпасы, капитан Стародуб решительно повел истребитель на таран «юнкерса». От столкновения оба самолета взорвались в воздухе.
В эти же дни вражеские истребители подожгли в воздушном бою самолет командира 434-го иап Героя Советского Союза майора И. И. Клещева. Попытка сбить пламя не удалась. Клещев выбросился с парашютом и был отправлен в госпиталь.
За период с 14 сентября по 2 октября летчики полка выполнили 611 боевых вылетов, участвовали в 48 воздушных боях и сбили 82 немецких самолета.
К концу сентября в 434-м иап осталось лишь около трети летчиков и боевых самолетов. Личный состав безмерно устал, самолетный парк требовал серьезного ремонта. И в начале октября полк в очередной раз был выведен в тыл на доукомплектование.
Командиру полка майору И. И. Клещеву не удалось дожить до нашей победы. Поздней осенью 1942 г. он трагически погиб при выполнении перелета в сложных метеоусловиях.
В ходе Сталинградской битвы рождались и отрабатывались новые способы боевого применения и тактические приемы нашей авиации. Высокой боевой эффективностью в борьбе с авиацией противника обладали истребительные засады. Руководил организацией истребительных засад лично командующий воздушной армией генерал С. И. Руденко. В одном из своих распоряжений он запретил экипажам, находящимся в засаде, вылетать на перехват истребителей противника. Уничтожать нужно было только вражеских бомбардировщиков и разведчиков.
Истребительные засады широко применялись в армии и в последующих боевых действиях полностью себя оправдали. Летный состав всегда стремился перехватить из засады самолеты врага и решительно уничтожать их, при необходимости смело идя на воздушный таран.
Так, 14 сентября молодой пилот 237-го иап И. М. Чумбарев вылетел на Як-1 из засады на перехват разведчика ФВ-189, который на высоте 1000–1200 м прошел иад нашим аэродромом и скрылся в облаках. С помощью радионаведения с земли Чумбарев вскоре заметил врага и стал с ним сближаться. В 150–200 м стрелок противника открыл по самолету Чумбарева огонь. Наш летчик зашел сзади в непростреливаемую зону, настиг вражеский самолет, снизу таранил и сбил его. Чумбарев получил ранение в голову, но, несмотря на это, посадил свой самолет в расположении наших войск. 19 сентября Чумбарев был принят в кандидаты партии и в этот же день сбил еще один фашистский самолет, за что был награжден орденом Красного Знамени, и ему было присвоено звание лейтенанта.
27 сентября на подступах к Сталинграду (район Таловки) был замечен немецкий разведчик «дорнье». На его перехват из засады вылетел командир звена 211-го иап комсомолец лейтенант В. Е. Пятов. Израсходовав боеприпасы, плоскостью своего самолета он ударил по хвостовому оперению разведчика. Видя, что «дорнье» продолжает полет, летчик снова пошел на таран и винтом срубил стабилизатор вместе с рулем глубины. Вражеский разведчик отвесно врезался в землю и сгорел. Сам летчик-герой, показав образец самоотверженности, благополучно приземлился на своем аэродроме. За этот подвиг летчик В. Е. Пятов был награжден орденом Красного Знамени.
В сентябре острота наземной и воздушной обстановки потребовала круглосуточного воздействия на врага. Но в составе воздушной армии был всего один 970-й ночной бомбардировочный авиаполк (нбап) на самолетах По-2. Этого было недостаточно. Возникла неотложная необходимость подготовить для ночных действий и экипажи штурмовиков. Их умение наносить удары по врагу ночью в дальнейшем сыграло большую роль.