Решение командующего войсками Западного фронта заключалось в продолжении преследования и уничтожения отходящего противника. 18 декабря 33-я и 43-я армии перешли в наступление, имея для поддержки каждая по одной смешанной авиационной дивизии. Войска правого крыла фронта при содействии авиации в ходе преследования освободили Волоколамск и ряд других населенных пунктов и 21 декабря вышли на рубеж рек Лама и Руза, где встретили организованное сопротивление противника. Для поддержки войск была создана авиационная группа в составе двух авиационных дивизий под командованием генерала Е. М. Николаенко, которая в сложных метеоусловиях совместно с истребителями ПВО и ВВС МВО уничтожала противника на дороге Клин - Теряева Слобода и западнее Волоколамска.
На левом крыле Западного фронта противник под ударами наших войск продолжал отходить в направлении Калуги, Белева. Для поддержки войск левого крыла Западного фронта авиация в сложных метеоусловиях за восемь суток совершила 380 самолето-вылетов. В целях поддержки наступления 1-го гвардейского кавалерийского корпуса в его оперативное подчинение была передана 28-я авиационная дивизия.
Для содействия войскам Западного фронта с 17 по 24 декабря авиация совершила 2360 самолето-вылетов. Противник был отброшен на рубеж рек Лама и Руза, Наро-Фоминск, Калуга, Белев.
Перед Брянским фронтом стояла задача развивать успех наступления на орловском направлении. Главная роль отводилась 61-й армии и оперативной группе генерала X. У. Костенко, на поддержку которых были выделены основные силы авиации фронта. Войска фронта при поддержке авиации 18 - 25 декабря разгромили противостоящую группировку войск противника и вышли на рубеж Орловка, Липицы, Верховье.
Дальнебомбардировочная авиация продолжала вести борьбу с железнодорожными перевозками врага на основных направлениях его передвижения в полосе от Пскова до Киева. В результате ударов было взорвано до 50 железнодорожных эшелонов, на многих участках и некоторых станциях разрушено железнодорожное полотно{72}.
В итоге наступательных действий наших войск при поддержке авиации с 17 по 24 декабря противник был отброшен на запад еще на 20 - 60 км. Немецкая авиация за это время совершила в полосе трех фронтов до 300 самолето-пролетов. Наша авиация, господствуя в воздухе, произвела 3200 самолето-вылетов, только ВВС Западного фронта уничтожили и повредили до 30 танков, 1200 автомашин, 340 повозок, 36 орудий, 50 железнодорожных эшелонов{73}.
Войска Калининского фронта во взаимодействии с Западным фронтом, имея цель окружить и уничтожить отходящего противника в районе Старица, Ржев, 26 декабря после авиационной подготовки нанесли новый удар на ржевском направлении. Наши летчики повредили и уничтожили 40 автомашин, 30 повозок, а 29 декабря в районе Ржева - 190 автомашин, 130 повозок, 15 арторудий{74}. Сосредоточение основных усилий авиации на поддержку 39-й армии помогло ей продвинуться до 80 км, выйти к Волге, преодолеть оборону и охватить ржевскую группировку противника с запада.
На центральном участке Западного фронта 33-я и 43-я армии с поступлением резервных частей и авиации (до пяти авиационных дивизий) 24 декабря взломали оборону противника. Авиация свои усилия сосредоточивала для ударов по оборонительным рубежам, войскам и резервам противника. При этом она действовала на узком участке главного направления наступления наших войск, что способствовало прорыву обороны противника и повышению темпов наступления.
Под натиском 33-й и 43-й армий противник продолжал отступать в западном направлении. Интенсивность боевых действий нашей авиации увеличилась до 200 и более самолето-вылетов в сутки. В результате этого потери войск противника возрастали и он был лишен возможности закрепляться на новых рубежах обороны. Наши войска, повысив темп наступления, 4 января овладели опорными пунктами противника Боровск и Малоярославец.
На левом крыле Западного фронта 49-я армия при поддержке авиации освободила Калугу и завязала бои за город Сухиничи. После 4 января усилия войск фронта были направлены на окружение и уничтожение медынь-кондровской группировки противника. Для усиления их поддержки, особенно 1-го гвардейского кавалерийского корпуса, на серпу-ховский и тульский аэроузлы была перебазирована авиагруппа под командованием генерала Е.М. Николаенко. С целью отрезать пути отхода противника из района Медыни было решено высадить воздушный десант численностью около 2 тыс. человек.
Авиационное обеспечение десанта возлагалось на авиацию фронта и Гражданский воздушный флот. Для этого планировалось вести разведку, наблюдение за аэродромами противника и нанести отвлекающие удары по войскам противника в районах Гжатска, Можайска, Юхнова. В ночь на 4 января 1942 г. авиация нанесла удары по вражеским аэродромам в районах Вязьмы и Юхнова. Однако удалось выбросить десант в эту же ночь лишь в составе 416 человек в район Мятлево.
Во время завершения контрнаступления войска Западного фронта при поддержке авиации отбросили противника на 40 - 100 км, а войска Брянского фронта на своем правом крыле продвинулись на 20 - 70 км.
В успешном решении задач контрнаступления под Москвой значительную помощь сухопутным войскам и партизанам оказала наша авиация, которая, прочно удерживая господство в воздухе, в течение 33 дней в сложных зимних условиях погоды совершила около 16 тыс. боевых самолетовылетов. Основной задачей авиации являлось уничтожение войск и боевой техники противника, на что было израсходовано до 50% всех ее усилий. Успешные боевые действия ВВС были бы невозможны без всестороннего обеспечения их прежде всего тружениками тыла страны, воинами инженерно-авиационной службы, авиационного тыла, штурманской и метеорологической служб ВВС.