В соответствии с общим планом прорыва обороны противника войсками Ленинградского фронта командующий воздушной армией генерал С. Д. Рыбальченко решил нанести массированный бомбовый удар с целью подавления огня основной артиллерийской и минометной группировки врага, чтобы обеспечить 108-му стрелковому корпусу 2-й ударной армии прорыв обороны севернее Тарту. В то же время предполагалось сосредоточенными ударами штурмовиков по огневым точкам и живой силе в траншеях на северном берегу реки Эма-йыги оказывать поддержку 30-му гвардейскому и 8-му Эстонскому стрелковым корпусам при форсировании водной преграды. В дальнейшем штурмовая авиация должна была использоваться для сопровождения пехоты по вызову с КП командиров дивизий, а бомбардировочная дивизия - для ударов по скоплениям техники и живой силы и для действий в оперативной зоне.
14 сентября 1944 г. началось наступление войск 3, 2 и 1-го Прибалтийских фронтов на рижском направлении. Ленинградский фронт в наступление перешел лишь 17 сентября, поэтому 13-я воздушная армия сначала использовалась для поддержки войск 3-го Прибалтийского фронта. Уже 13 сентября экипажи 276-й бомбардировочной авиадивизии нанесли сосредоточенные удары по штабам, узлам связи, пунктам управления, железнодорожным станциям противника. На следующий день 18 Пе-2 34-го гвардейского и 58-го бомбардировочных авиаполков, прикрываемых 25 самолетами Як-9 27-го гвардейского и 404-го истребительных авиаполков, нанесли новый удар по железнодорожной станции Валмиера. 15 и 16 сентября боевую работу вели только истребители, которые прикрывали наземные войска я вели разведку поля боя.
Утром 17 сентября перешли в наступление войска Ленинградского фронта. Оно началось с артиллерийской и авиационной подготовки.
На аэродромах 13-й воздушной армии в этот день с самого рассвета царила торжественная атмосфера. На старт были вынесены прославленные боевые знамена полков. Перед строем у самолетов зачитывали боевой приказ.
В 15-м гвардейском штурмовом авиаполку была зачитана телеграмма о награждении летчиков, воздушных стрелков и авиатехников орденами и медалями.
В 7 час. 46 мин. 79 самолетов Пе-2 270-й бомбардировочной авиадивизии под прикрытием 44 истребителей Як-9д 27-го гвардейского и 404-го истребительных авиаполков нанесли массированный удар по артиллерийским и минометным батареям противника в полосе наступления 108-го стрелкового корпуса. Группы пикировщиков вели подполковники М. Н. Колокольцев, И. С. Анискин, майоры И. Ф. Кованев, И. Л. Сиренко, капитаны Н. И. Кузьменко и Н. В. Кузнецов, старший лейтенант П. М. Струенков. Несмотря на сильный зенитный огонь, все три полка дивизии успешно выполнили боевую задачу.
Ударами авиации и артиллерии огневые средства врага были подавлены, траншейная система разрушена, поэтому части 108-го стрелкового корпуса преодолели первую полосу обороны противника почти без потерь.
Перед фронтом 30-го гвардейского и 8-го Эстонского стрелковых корпусов по дзотно-траншейной системе на левом берегу реки Эма-йыги нанесли удар 40 самолетов Ил-2. Наиболее успешно здесь действовали группы штурмовиков во главе с Героем Советского Союза капитаном Г. М. Мыльниковым, лейтенантами Н. И. Полагушиным и В. А. Алексенко. Их удары оказались также очень эффективными, и части обоих стрелковых корпусов форсировали реку и прорвали оборону врага.
Далее, как и планировалось, штурмовики, патрулируя группами по 4 - 8 Ил-2 над передним краем, сопровождали пехоту, подавляя и уничтожая огневые средства, скопления живой силы и боевую технику противника на поле боя.
Боевые порядки наших войск и действия бомбардировочной и штурмовой авиации надежно прикрывались летчиками 275-й истребительной авиадивизии и двух полков 2-го гвардейского Ленинградского истребительного авиакорпуса ПВО, которые удерживали полное господство в воздухе. Авиация противника не смогла оказать сколько-нибудь серьезного противодействия. Всего в течение дня 13-я воздушная армия произвела 545 самолето-вылетов, сбросив на объекты врага тысячи авиабомб{10}.
В первый же день наступления войска 2-й ударной армии прорвали оборону противника на 30-километровом фронте от Чудскою озера до Кяркна и продвинулись в глубь вражеской обороны от 5 до 18 км. Немецко-фашистские войска яростно сопротивлялись, пытаясь закрепиться на выгодных естественных рубежах и в крупных населенных пунктах. Но остановить советские войска они уже не могли.
С рассвета 18 сентября бомбардировщики наносили удары по скоплениям автотранспорта и эшелонам, находящимся под погрузкой на железнодорожных станциях Пюсси, Иыхви, и сосредоточению автотранспорта и живой силы в населенных пунктах. Штурмовики сопровождали пехоту и танки в полосе наступления 2-й ударной армии. Истребители прикрывали поле боя, переправу через реку Эма-йыги, сопровождали бомбардировочную и штурмовую авиацию. В этот день 13-я воздушная армия совершила 488 самолето-вылетов и нанесла противнику большой урон. Эффективные действия авиации в значительной степени способствовали успешному развитию наступления 2-й ударной армии в северном направлении.
Продвижение советских войск на север заставило гитлеровское командование ускорить отвод своих войск из Эстонии. Этим воспользовались войска 8-й армии, которые в ночь на 19 сентября перешли в наступление и, преодолев оборону западнее Нарвы, начали преследование противника в направлении на Таллин. 2-я ударная армия продвигалась на Пярну. Вскоре отход фашистских войск превратился в бегство. Железнодорожные станции были загружены эшелонами, в портах стояло большое количество кораблей под погрузкой.
Авиационные части и соединения в этот период действовали главным образом по отходящим колоннам, скоплениям вражеских войск и автотранспорта на дорогах и в населенных пунктах, по железнодорожным станциям и эшелонам в пути следования.
19 сентября экипажи 270-й бомбардировочной авиадивизии выявили на железнодорожной станции Раквере скопление эшелонов. В этот же день 58 самолетов Пе-2 под прикрытием 50 истребителей Як-9 нанесли по железнодорожным составам мощный удар. Возникло более 25 пожаров. На следующий день 45 Пе-2 276-й бомбардировочной авиадивизии в сопровождении 50 Як-9 27-го гвардейского и 404-го истребительных авиаполков бомбили скопления железнодорожных эшелонов на станциях Тапа и Аэгвийду. По данным фотоконтроля было установлено, что прямым попаданием бомб подожжен железнодорожный эшелон, отходивший от станции Тана. На самой станции и среди эшелонов, находившихся на станции, произошло 14 сильных взрывов и возникло 15 пожаров. На станции Аэгвийду отмечены прямые попадания по эшелонам.
Неприятельские истребители пытались воспрепятствовать советской авиации наносить удары. Но их атаки успешно отбивались истребителями сопровождения. Особенно надежно прикрывал группы бомбардировщиков командир эскадрильи 27-го гвардейского истребительного авиаполка дважды Герой Советского Союза капитан А. Т. Карпов. Сопровождая девятку самолетов Пе-2 на бомбардировку железнодорожного узла, его эскадрилье пришлось вступить в бой с 10 немецкими истребителями ФВ-190. Первым поджег фашистский самолет сам командир. Затем еще три "фокке-вульфа" горящими врезались в землю. Наши бомбардировщики вернулись на аэродром без потерь.
Большой урон отходящим войскам противника наносили и штурмовики. Только за 19 и 20 сентября они уничтожили более 200 автомашин, 250 повозок и около двух батальонов пехоты.
Наземные поиска исключительно тепло отзывались о действиях штурмовой авиации. Командир 30-го гвардейского стрелкового корпуса Герой Советского Союза генерал-лейтенант Н. П. Симоняк писал:
"При проведении наступательной операции по очищению Советской Эстонии от немецко-фашистских войск, взаимодействуя со штурмовиками, мы добились значительных боевых успехов: за период с 17 по 23 сентября 1944 года продвинулись вперед на 170-180 километров и освободили около 1000 населенных пунктов.
Отмечаю, что штурмовики в период наступательной операции показали исключительные образцы стойкости и мужества при выполнении поставленных перед ними задач и тем самым повседневно обеспечивали войскам возможность продвигаться вперед. Значительно деморализованный и потрепанный летчиками-штурмовиками, противник не был в состоянии задержать наше наступление.