Положение начало улучшаться с внедрением в войска ПВО радиолокационных станций РУС-1 (радиоуловитель самолетов). Станция фиксировала полет самолетов на участке фронта протяженностью 80–100 км. Ее боевое использование было впервые осуществлено во время советско-финляндской войны 1939–1940 годов. В войсках ПВО страны имелось 45 комплектов РУС-1, затем их производство было прекращено, так как осенью 1939 года прошла испытания более свершенная РЛС обнаружения самолетов «Редут», которая в июле 1940 года была принята на вооружение под названием РУС-2. Эта станция позволяла обнаруживать воздушные цели в зоне радиусом 100–120 км и на высотах до 7000 м, а также определять азимут цели и дальность до нее.
Одновременно с ростом технической оснащенности войск ПВО совершенствовалась и их организация. Основной тенденцией в организационном совершенствовании войск ПВО являлось укрупнение тактических единиц. Вместо отдельных подразделений (батарей, отрядов, дивизионов) формируются части и соединения зенитной артиллерии и истребительной авиации.
В феврале 1941 года ЦК ВКП(б) и СНК СССР приняли совместное постановление «Об усилении противовоздушной обороны страны», в соответствии с которым началась реорганизация системы ПВО. Руководство войсками ПВО возлагалось: в центре – на Главное управление ПВО территории СССР, в военном округе – на заместителя командующего войсками округа по ПВО, который и являлся командующим зоной ПВО, в районе – на командиров корпусов, дивизий или бригад.
Территория приграничных и наиболее важных внутренних европейских районов страны на глубину до 1200 км от государственной границы была разделена на 13 зон ПВО (Северная, Северо-Западная, Западная, Киевская, Южная, Северо-Кавказская, Закавказская, Средне-Азиатская, Забайкальская, Дальневосточная, Московская, Орловская, Харьковская)[1731], границы которых совпадали с границами военных округов.
Территория военного округа, представлявшая собой зону ПВО, делилась на районы, а районы – на пункты ПВО. В состав зоны ПВО входили все силы и средства противовоздушной обороны, выполнявшие задачи ПВО пунктов и объектов, расположенных на территории данной зоны. Управление истребительной авиацией осуществлял командующий военно-воздушными силами военного округа. По своему боевому составу зоны ПВО представляли, по существу, оперативные объединения войск противовоздушной обороны.
В основу созданной к началу войны системы ПВО страны был положен принцип массирования сил и средств для обороны наиболее важных центров и объектов. Главная задача противовоздушной обороны страны заключалась в обеспечении нормальной жизнедеятельности тыловых объектов страны в условиях активных наступательных действий авиации противника. Основные усилия противовоздушной обороны сосредоточивались на глубину 500–600 км от государственной границы на западе и 200–250 км на Кавказе. В этой зоне было сосредоточено до 90 % всей имеющейся в то время в войсках ПВО зенитной артиллерии среднего калибра (основного огневого средства ПВО), причем на оборону трех важнейших центров страны – Москвы, Ленинграда, Баку – было поставлено 42,4 % всех батарей и до 50 % истребительных авиационных полков