Многое было сделано генералом Т. Т. Хрюкиным в период Сталинградской битвы и для улучшения управления боевыми действиями авиационных частей и подразделений. Еще в период боев за переправы в районе Калача по его распоряжению был организован наземный пункт управления истребителей. С него осуществлялось наблюдение за воздушной обстановкой и оповещение истребительных авиачастей, находившихся на аэродромах, и летчиков в воздухе о действиях самолетов противника. Отсюда же стали наводить наши истребители на воздушные цели командами по радио и управлять ими в зоне видимости. Появилась возможность планомерного наращивания сил в воздухе за счет вызова групп истребителей в нужный район. На пункте наземного управления находился заместитель командующего воздушной армией, поочередно бывали там командиры авиационных истребительных соединений и частей. Это способствовало более оперативному руководству боевыми действиями авиации, повышало их эффективность.
В дальнейшем организация наземных пунктов управления, выделение авиационных представителей на командные пункты общевойсковых армий стали правилом. Кроме того, генерал Т. Т. Хрюкин приказал организовать недалеко от командного пункта командующего войсками фронта вспомогательный пункт управления воздушной армии (ВПУ). 01 сюда сам командующий или его заместитель лично руководили боевыми действиями авиации, согласовывая ее удары с задачами сухопутных войск.
В конце октября соединения Восьмой воздушной армии и авиации дальнего действия провели специальную воздушную операцию, утвержденную Ставкой Верховного Главнокомандования, по уничтожению самолетов противника на аэродромах. Эта операция, которой руководил Т. Т. Хрюкин, отличалась тщательной подготовкой и четким планированием.
Днем 28 октября части бомбардировочной и штурмовой авиадивизий атаковали пять аэродромов в тылу противника. А в ночь на 29 октября к операции подключились еще одна ночная бомбардировочная авиадивизия и дальние бомбардировщики трех соединений. Удару подверглись еще восемь вражеских аэродромов. В общей сложности нашей авиацией было произведено 502 боевых вылета, в результате которых противник потерял несколько десятков своих самолетов. На ряде аэродромов были повреждены взлетно-посадочные полосы, что вынудило немецкую авиацию в ряде случаев перебраться на тыловые аэродромы и снизило ее активность.
В ходе контрнаступления советских войск под Сталинградом Восьмая воздушная армия сосредоточила основные свои усилия на поддержке ударной группировки Сталинградского фронта - Пятьдесят седьмой и Пятьдесят первой общевойсковых армий. Заслуга командующего генерала Т. Т. Хрюкина и штаба воздушной армии, возглавляемого полковником Н. Г. Селезневым, опять-таки заключалась в том, что тщательно была продумана каждая деталь в предстоящих боевых действиях авиации. Генерал Хрюкин в ходе войны не раз выступал как руководитель-новатор. Контрнаступление не было исключением в этом смысле. В нем впервые в наступательной операции фронта боевые действия Восьмой воздушной армии были спланированы в форме авиационного наступления. План предусматривал непрерывные действия авиации при подготовке атаки, в ходе ее и в период наступления наземных войск в глубине вражеской обороны.
Решение командующего воздушной армией, утвержденное Военным советом Сталинградского фронта, предусматривало проведение авиационной подготовки в ночь перед наступлением общевойсковых армий. Для этого привлекались ночные бомбардировщики ПО-2. Перед атакой были намечены также удары штурмовиков по вражеским штабам и узлам связи. Прикрытие своих войск намечалось осуществить патрулированием истребителей, содействие вводу в сражение механизированных и кавалерийских корпусов - ударами штурмовой авиации по огневым точкам и резервам противника. Кроме того, для воздействия по вражеским резервам была специально выделена одна бомбардировочная дивизия. А для лучшего взаимодействия с мехкорпусами после взвода их в прорыв генерал Хрюкин придал каждому из них по одному штурмовому и по одному бомбардировочному авиационному полку. Не забыл командующий предусмотреть применение части сил авиации в интересах легендарной Шестьдесят второй армии, непосредственно оборонявшей Сталинград, в случае перехода противника в наступление в ее полосе.
В первые дни контрнаступления боевые действия авиации были ограничены крайне неблагоприятными условиями погоды. Туман и низкая облачность совершенно исключали действия больших групп самолетов. В воздух поднимались только самые подготовленные летчики, и действовали они на малой высоте преимущественно отдельными самолетами. Летчики Восьмой воздушной произвели для поддержки своих наземных войск 340 самолето-вылетов. Много это или мало? Много, если иметь в виду, что немецкие самолеты в те дни практически вообще не летали. Вылет в подобных метеорологических условиях сам по себе являлся подвигом. Однако в полной мере намеченный план погода позволила осуществить начиная с 24 ноября. В каждый из последующих дней совершалось большее количество самолето-вылетов, нежели за все первые пять дней операции.
В декабре гитлеровское командование предприняло отчаянную попытку деблокировать свою попавшую в котел под Сталинградом группировку. Разгорелись ожесточенные сражения на земле и в воздухе. Соединения и части Восьмой воздушной армии днем и ночью наносили удары по танковым и пехотным дивизиям Манштейна, рвавшимся к Сталинграду.
В критический момент, когда коридор, отделявший окруженную группировку Паулюса от пробивавшейся к ней извне группировки Манштейна, сузился до 40-50 километров, Тимофей Тимофеевич Хрюкин обратился с приказом к подчиненным войскам.
"20 декабря, - говорилось в нем, - день решающих боев по уничтожению прорвавшейся танковой группировки противника. Военный совет Сталинградского фронта требует от всего личного состава Восьмой воздушной армии особо напряженной работы по уничтожению врага с воздуха в тесном взаимодействии с войсками фронта. Каждый вылет штурмовика, бомбардировщика должен нанести как можно больше поражений врагу".