2-я воздушная армия 1-го Украинского фронта к началу операции получила крупное усиление и состояла из 9 авиакорпусов и 3 отдельных авиадивизий РВГК. Она насчитывала 3246 самолетов, чего еще не имела ни одна воздушная армия ВВС Красной армии в ходе войны.
Учитывая планирование операции на двух направлениях, командующий фронтом Маршал Советского Союза И. С. Конев по предложению А. А. Новикова определил состав авиационных группировок: на Рава-Русском направлении – 1200 боевых самолетов, на Львовском – 1400, в резерве оставались 400 боевых самолетов.
Особое внимание Новиков уделил тесному взаимодействию авиационных группировок с оперативными группами фронта на этих направлениях, а также с общевойсковыми и танковыми армиями. Был предусмотрен четкий порядок переключения авиации с одного на другое направление, ввода резерва в ходе операции.
Новиков лично проверял боеготовность вновь прибывших авиасоединений РВГК, системы радионаведения, пунктов управления авиацией в общевойсковых и танковых армиях, а также в конно-механизированной группе. Проверялась скрытность перегруппировок, создавалась имитация ложного сосредоточения крупной авиационной группировки вдали от главного направления.
В связи с обнаружением отхода войск противника с переднего края наши войска 13 июля 1944 года начали наступление на Рава-Русском направлении, а 15 июля – на Львовском. Наступление активно поддерживала авиация. В первом массированном ударе по гитлеровским войскам, находившимся в обороне, участвовали 1300 самолетов, во втором – по резервам – 1400 самолетов, затем последовали чередование массированных ударов и непрерывная авиационная поддержка наших наступавших войск. 165 июля на Львовском направлении для срыва контрударов гитлеровцев в массированных налетах участвовали 1850 самолетов 2-й воздушной армии, содействовавших окружению в районе Брод до восьми дивизий противника. И здесь А. А. Новиков вновь использовал сталинградский опыт организации воздушной блокады окруженной группировки противника. Действия авиации велись на внешнем и внутреннем фронтах и непосредственно по войскам внутри окружения. 60-й и 13-й армиям при поддержке авиации (2500 самолето-вылетов) удалось расчленить окруженную группировку и 22 июля окончательно ее разгромить.
С выходом 1-го Украинского фронта на реку Вислу его войскам удалось захватить Сандомирский плацдарм, были созданы условия для последующих операций в Южной Польше и Чехословакии. Противник оказывал ожесточенное противодействие. Временами в районе плацдарма господство в воздухе переходило на его сторону. А. А. Новикову пришлось ввести резервы, и господство в воздухе было восстановлено.