Фронтовые соединения и части ГВФ, авиация дальнего действия, фронтовая авиация и авиационные дивизии особого назначения в годы войны широко применялись для перевозки личного состава сухопутных войск, доставляли боеприпасы, продовольствие и различные грузы из тыла страны к фронту, эвакуировали раненых и больных, оказывали помощь войскам и населению в осажденных и блокированных городах. За годы войны было перевезено свыше 2 млн. человек личного состава, в том числе 350 тысяч раненых и больных, свыше 123 тысяч тонн боеприпасов, вооружения, продовольствия, медикаментов и других материальных средств. Около 83 тысяч человек перевезено по воздуху в тыл и из тыла противника. Свыше 45 тысяч человек и 11,5 тысяч тонн грузов было сброшено на парашютах. Основной объем перевозок (свыше 94%) был выполнен транспортными авиачастями, сформированными на базе ГВФ. Вклад воздушного транспорта в общий объем перевозок войск и материальных средств составил всего 0,2 процента. Тем не менее значение воздушных перевозок трудно переоценить. Транспортная авиация успешно справлялась с выполнением наиболее срочных воинских перевозок и использовалась там, где другие виды транспорта применить было невозможно.
Важной областью применения транспортной авиации во время войны стала переброска оперативных резервов и материальных средств в короткие сроки при подготовке и проведении важных наступательных операций фронтов ив другой сложной боевой обстановке. В октябре 1941 года в период обороны Москвы по решению Ставки в район Мценска были переброшены резервные подразделения и части в составе 5 тысяч 500 человек с 13 тоннами боеприпасов для формирования стрелкового корпуса генерала Д.Д. Лелюшенко. В военной истории хорошо известна переброска на 500-километровую дальность 5 вдк в район Орла в составе шести тысяч человек с боевой техникой и двойным боекомплектом.
В период проведения Белорусской операции летом 1944 года транспортная авиация 1-ой ВА составом 220 самолетов совершила за два месяца 28 тысяч самолето-вылетов. Боевое напряжение на самолет составляло в среднем 3 - 4 вылета в сутки. По воздуху было перевезено 36 тысяч человек личного состава, пять тысяч раненых и 9,5 тысяч тонн различных грузов. Широко применялись воздушные перевозки в контрнаступлении под Сталинградом в конце 1942 года, в Корсунь-Шевченковской операции в 1944 году. В июле 1944 года 4-й гвардейский и 5-й авиационные корпусы АДД на самолетах Ли-2 перебросили на территорию Словакии 1-й Чехословацкий истребительный авиаполк и 2-ю Чехословацкую воздушно-десантную бригаду.
Широко использовалась военно-транспортная авиация для материального обеспечения 6-й гвардейской танковой армии в Хингано-Мукденской операции Забайкальского фронта в августе 1945 года.
Передовые бригады армии продвигались в высоких темпах, части обеспечения отставали от танков. Создалось положение, при котором отдельные танковые и механизированные корпусы оставались почти без горючего. В этих условиях нашим командованием силами 54-й и 21-й транспортных авиадивизий был организован "воздушный мост'', по которому передовым частям 6-й гвардейской танковой армии в сжатые сроки было перевезено более 2000 т горючего, около 160 т боеприпасов и других грузов.
Обстановка, сложившаяся на фронтах Великой Отечественной войны, определила такую важную и специфическую задачу транспортной авиации, как оказание помощи блокированным и зосажденным городам - Ленинграду, Одессе, Севастополю. Особая Северная авиагруппа под командованием А.А. Лаврентьева, транспортная авиация ВВС Ленинградского фронта и Балтийского флота, а также несколько эскадрилий в составе 170 Ли-2 и полка ТБ-3 под общим командованием С.И. Шарыкина в чрезвычайно тяжелых условиях делали по несколько вылетов в сутки. По воздушному коридору летчики ежедневно доставляли в Ленинград по 100 - 150 т грузов и вывозили из блокированного города сотни больных, раненых, а также вооружение и дефицитные материалы. По воздуху было эвакуировано 50 тысяч женщин и детей. Можно без преувеличения сказать, что транспортная авиация внесла свой достойный вжлад в героическую оборону Ленинграда.
Важной и одной из сложнейших задач транспортной авиации в годы войны стало выполнение заданий в интересах расширения партизанской борьбы, а также по обеспечению боевых действий советских войск в тылу противника. Советская транспортная авиация широко использовалась в интересах партизанского движения не только на территории СССР, но и в Югославии, Польше, Болгарии и в других странах, порабощенных фашистской Германией. Так, для обеспечения боевых действий чешских партизан и участников Словацкого национального восстания было выполнено 1500 самолето-вылетов, доставлено 850 тонн боеприпасов, оружия, медикаментов, перевезено более 3000 человек.