10-я воздушная армия основными силами должна была поддержать сухопутные войска при форсировании Амура и наступлении на сунгарийском направлении.
Господство в воздухе намечалось завоевать путем уничтожения японской авиации на аэродромах и в воздухе. В первый день операции для действий по аэродромам противника в 12-й воздушной армии выделялись две бомбардировочные, две штурмовые и одна истребительная авиационные дивизии.
Особое внимание уделялось воздушной разведке, так как до объявления войны наши ВВС не могли вести разведывательные полеты над территорией Маньчжурии и советское командование не имело точных данных о характере вражеской обороны, группировке войск, коммуникациях и базировании японской авиации.
До начала наступательной операции интенсивно велась всесторонняя подготовка. Летом 1945 г. воздушные армии пополнились новыми самолетами и летно-техническими кадрами, получившими опыт боев против немецко-фашистской авиации. Прибывшие с запада авиационные соединения знакомились с особенностями выполнения полетов на Дальнем Востоке.
Штабы воздушных армий совместно со штабами общевойсковых (танковой) армий детально разработали планы взаимодействия, подготовили единые кодированные карты, радиосигнальные и переговорные таблицы, сигналы взаимоопознавания войск и авиации. В 6-ю гвардейскую танковую армию Забайкальского фронта и общевойсковые армии, которые должны были наступать на главных направлениях, были выделены оперативные группы офицеров воздушных армий, предназначенные для вызова авиации с аэродромов и управления ею на поле боя, а также согласования с общевойсковым командованием вопросов взаимодействия в ходе операции, информации командующего и штаба воздушной армии о складывающейся обстановке. Накануне боевых действий в танковые и механизированные корпуса выехали командиры взаимодействующих штурмовых и истребительных дивизий, которые организовали свои командные пункты в боевых порядках войск. В стрелковые и танковые дивизии направлялись авианаводчики со своими радиосредствами.
Чтобы лучше согласовать усилия авиации и сухопутных войск при прорыве полосы укрепленных районов, штабы взаимодействовавших воздушных и общевойсковых армий отработали методом военных игр и групповых упражнений вопросы совместных боевых действий в наступательных операциях. Части бомбардировочной и штурмовой авиации на специально оборудованных полигонах днем и ночью осваивали способы поражения малоразмерных целей (дотов).
В целях облегчения самолетовождения в полосе фронтов была создана сеть контрольно-опознавательных знаков, расположенных вдоль государственной границы и на больших дорогах, а также привлечены многочисленные средства ЗОС (радиопеленгаторы, светомаяки и др.), которые накануне боевых действий были перебазированы на передовые аэродромы.
Одной из сложных проблем была организация аэродромного и материально-технического обеспечения боевых действий ВВС. В горных районах трудно было подбирать площадки для строительства аэродромов, не говоря уже о том, что на значительной высоте над уровнем моря необходимо было создавать взлетно-посадочные полосы увеличенных размеров. В пустынной и полупустынной местности восточной части Монголии почти не было водных источников и топлива, поэтому батальоны аэродромного обслуживания должны были возить с собой не только горючее, боеприпасы и продовольствие, но запасы воды и дров.
Учитывая большой объем и трудности работы авиационного тыла, командующий ВВС Красной Армии усилил воздушные армии авиационно-техническими соединениями и частями. Кроме того, командующие фронтами планировали использовать сухопутные войска и их инженерную технику для строительства аэродромов.
В целях изыскания аэродромов на освобождаемой от противника территории были созданы поисковые рекогносцировочные группы, в распоряжение которых выделялись транспортные самолеты и самолеты связи. Для обеспечения аэродромного маневра вслед за наступавшими войсками командующие воздушными армиями выделяли в резерв по два-три района авиационного базирования, которые в начале августа сосредоточились у государственной границы. В результате напряженной работы части авиационного тыла хорошо подготовились к операции. Они создали на 15 - 20 дней операции запасы материальных средств и подготовили необходимую аэродромную сеть.
Накануне операции воздушные армии произвели перегруппировку сил. Их соединения перебазировались на передовые аэродромы, откуда начали боевые действия. В целях скрытности перелеты осуществлялись небольшими группами и на малых высотах, при этом строго ограничивалась радиосвязь. На аэродромах все самолеты были рассредоточены и замаскированы. Кроме действующих была создана широкая сеть ложных аэродромов, на которых устанавливались макеты авиационной техники и имитировалась боевая подготовка авиационных полков.
В подготовительный период активно велась партийно-политическая работа. Командование, политорганы, партийные и комсомольские организации воспитывали у авиаторов ненависть к японским захватчикам, изучали опыт боевых действий Красной Армии у озера Хасан и на реке Халхин-Гол, мобилизовывали личный состав авиационных частей на лучшую подготовку к боевым действиям по ликвидации очага агрессии на Дальнем Востоке, прививали любовь к Родине и Коммунистической партии. В результате целеустремленной политической работы и всех подготовительных мероприятий повысилась боевая готовность ВВС. Личный состав авиационных частей горел желанием быстрее разгромить войска японских агрессоров и обеспечить безопасность восточных рубежей нашей страны.
Советские войска перешли в наступление в ночь на 9 августа. С целью достижения внезапности артиллерийская и авиационная подготовка атаки не проводилась. Передовые отряды скрытно проникли на вражескую территорию, обошли и блокировали оборонительные укрепления и начали уничтожать их гарнизоны. В течение ночи подразделения советских войск овладели многими приграничными опорными пунктами, чем обеспечили успешные действия главных сил.