Самыми известными русскими двухмоторными боевыми самолетами были Ди-4 и Ди-6, имевшие от четырех до шести пулеметов и 100 кг бомбовой нагрузки.
Средние бомбардировщики СБ-2 и СБ-3 имели дальность полета около 1440 км и скорость от 416 до 448 км/ч. Они могли нести до 750 кг бомб.
Соединения тяжелых бомбардировщиков состояли в основном из неповоротливых четырехмоторных ТБ-3. Они летали со скоростью около 300 км/ч и становились легкой добычей артиллерии ПВО и истребителей.
С 1 января 1938 г. началось переоснащение бомбардировочного флота на туполевские ТБ-5 и ТБ-6; ТБ-7 пришел позже. Однако их характеристики были не лучше, чем у ТБ-3.
Советские части воздушной разведки летали в основном на Р-5 и Р-6, которые уже в 1935 г. были устаревшими. Было несколько улучшенных типов Р-7, Р-8 и Р-10, имевших более высокую скорость и дальность полета. Тактическая воздушная разведка осуществлялась также истребителями и бомбардировщиками. Многие разведчики серии «Р» со своим бортовым вооружением использовались для поддержки наземных войск и в качестве боевых самолетов.
До 1938 г. большой процент в красных ВВС по-прежнему составляли самолеты иностранного производства. В отношении самолетов морской авиации этот процент был еще выше и удерживался в течение всей войны. В морской авиации России можно было даже встретить гидросамолеты типа «Савойя» S-55 и S-62. К этому добавляется большое число других типов. Боевые части морских ВВС были оснащены теми же типами самолетов, что и красные ВВС. Некоторые самолеты наземного базирования просто оборудовались поплавками. Это объяснялось тем, что оснащение морской авиации для высшего советского руководства имело второстепенное значение.
С 1939 г. до 22 июня 1941 г. наблюдался быстрый рост русской фронтовой авиации. В 1940 г. ВВС имели от 6200 до 6500 самолетов, из которых 500 считались «первоклассными». Это количество намного превосходило численность люфтваффе того времени.
До мая 1940 г. обязанности народного комиссара обороны исполнял маршал Климент Ефремович Ворошилов, один из ближайших соратников Сталина. Именно по его требованию красные ВВС в 1934–1939 гг. должны были увеличить свою боевую мощь на 130 %, что и было достигнуто. К середине 1941 г. красные ВВС насчитывали около 8000 самолетов, из которых 6000 находились в боевых соединениях. Около 1500 боеготовых самолетов были размещены на дальневосточной границе. К этому времени около 40 % советских ВВС составляли истребители, из которых 1000 машин предназначалось для задач ПВО и обороны объектов. Около 5 % красных ВВС имели задачу осуществления воздушной разведки.
Число боеготовых частей значительно возросло с 1939 по 1941 г. Число реорганизованных авиадивизий с 50 увеличилось к июню 1941 г. до более чем 100.
К 22 июня 1941 г. — моменту нападения Германии — советские ВВС находились в стадии перевооружения, целью которого было получить хотя бы некоторое число самолетов, по своим боевым характеристикам превосходивших самолеты люфтваффе. Некоторые новые конструкции были сравнимы с соответствующими немецкими образцами и даже превосходили их по боевой мощи.
Советский штурмовик Ил-2 сменил уступающие ему по боевой мощи Як-4 и Су-2. Этот штурмовик стал самолетом-легендой. Его первые опытные образцы появились в 1939 г., а в 1941-м он был направлен на фронт, где заменил штурмовую версию И-16.
Удачный разведчик и пикирующий бомбардировщик Пе-2 пришел на смену СБ-2 и СБ-3. Однако в 1940 г. он выпускался еще в ограниченном количестве. Этот самолет применялся в качестве ночного истребителя и тактического бомбардировщика.
В частях средних бомбардировщиков находились модифицированные версии бомбардировщиков ДБ-3 с огромной бомбовой нагрузкой 2000 кг. ПС-84 или Ли-2 выпускались российскими заводами с 1940 г. Эти самолеты были созданы на базе американских «Дуглас» С-47 и ДС-3, на производство которых Россия получила лицензию.
Важнейшая часть авиации — истребительная — получила МиГ-1 и МиГ-3. Помимо этого ЛаГГ-3 и очень хороший самолет Як-1, имевший скорость 540 км/ч, потолок 10 500 м и дальность полета 1100 км, чем значительно превосходил машины серии «И».
При формировании личного состава красных ВВС советские руководители прилагали огромные усилия, чтобы достичь высокой боеспособности советской авиации.
В 1937 г. красные ВВС насчитывали более 100 000 человек, из них 1000 были пилотами. За два последующих года личный состав вырос до 150 000 человек. В их рядах находилось 10 000 пилотов. По постановлению народного комиссара обороны маршала Ворошилова численность красных ВВС возросла в 1934–1939 гг. на 138 % и составила в 1940 г. 200 000 человек.