Уяснив задачу и оценив обстановку, командир эскадрильи отдал устный боевой приказ всему летному составу, участвовавшему в полете. Было принято решение наносить удар по звеньям с пикирования под углом 60°. Время, оставшееся до вылета, использовали на изучение цели по схемам и фотоснимкам разведки, на подготовку расчетных данных для бомбометания, прокладку маршрута и подготовку материальной части самолетов и вооружения.
Так как аэродром был полевой и сырой, то боевая нагрузка на самолет состояла из 2 «ФАБ250» и 2 «ФАБ100» внешней подвески. После контроля подготовки к выполнению задания экипажей и звеньев командир авиаэскадрильи доложил командиру полка о готовности и получил разрешение на вылет.
По расчетному времени группа в количестве 9 самолетов Пе-2 вылетела с аэродрома Крутая Балка, расположенного в 10 км юго-восточнее Полтавы, и в боевом порядке «клин звеньев» (первое звено вел Гусенке, правое — я и левое — старший лейтенант Смирнов) взяла курс на аэродром Кобеляки для встречи с истребителями. За пять минут до подхода к аэродрому истребителей они были вызваны по радио, и встреча состоялась с хода на высоте 500 м.
Метеообстановка была во время полета следующая: облачность 12 балла, высота 600— 800 м, видимость 23 км и густая дымка. Принято было решение идти выше облаков. Ось маршрута имела направление на Кировоград, и противник не мог точно узнать наши намерения. Пройдя в этом направлении на высоте 3200 м на Кировоград, группа развернулась на станцию таким образом, чтобы сделать заход со стороны солнца. Густая дымка и заход со стороны солнца дали нам возможность скрытно выйти на цель и поставили ПВО противника в затруднительные условия для наблюдения, тогда как мы могли хорошо рассматривать цель.
Не дойдя до начала боевого пути, группа перестроилась в правый «пеленг» звеньев на дистанции 200— 300 м, и на боевом пути каждое звено, видя свой объект, начало прицеливания Прицеливание производил ведущий звена, а ведомые имели задачу наблюдать за воздухе" и сбрасывать бомбы по ведущему звена. Появление самолетов уже над целью вызвало сильный огонь ЗА. Разрывы снарядов в воздухе в последний момент прицеливания мешали наблюдению. Несмотря на это, точно определив момент ввода, звено за звеном входило в пикирование на высоте 3100 м. Первое звено ударило по западным входным и выходным стрелкам, мое звено — по скоплению ж.д. эшелонов, а третье звено — по входным и выходным восточным стрелкам.
Пикирование сопровождалось обстрелом из носовых пулеметов ведомых экипажей. Первая пара истребителей пикировала с первым звеном, а вторая была замыкающей. Когда уже последнее звено входило в пикирование, со стороны Кировограда показались две пары истребителей противника, которые шли на сближение. Они не могли принести нам вреда, так как группа после выхода из пикирования быстро приняла боевой порядок «клин звеньев».