В результате 11 дней (30 сентября - 10 октября 1941 г.) тяжелых оборонительных боев войска Западного, Резервного и Брянского фронтов отошли на Можайскую линию обороны, значительно задержав продвижение ударных группировок врага. В этом немалую роль сыграла советская авиация, которая, прикрывая Москву, произвела 8500 самолето-вылетов, из них 68% для поддержки войск фронтов и 32% на прикрытие Москвы.
После 10 октября ожесточенные сражения развернулись на можайском рубеже обороны, калининском и тульском направлениях. Ставка ВГК провела ряд мероприятий, сосредоточивая резервы, усилившие оборону войск, особенно на ближних подступах к Москве. На можайском направлении сосредоточились и начали действовать войска 5-й армии и ее авиации в составе более 80 самолетов. С Закавказского фронта были переброшены две дальнебомбардировочные авиадивизии. Кроме того, прибывали вновь сформированные авиачасти из тыла страны.
Наступая на калининском направлении, противник 14 октября захватил Калинин, пытаясь развивать успех на Торжок, однако был остановлен контрударом наших войск при активной поддержке авиации Западного, Северо-Западного фронтов и дальнебомбардировочной авиации, совершивших 1500 самолето-вылетов. Авиация своими непрерывными ударами нанесла большие потери войскам противника, особенно на дорогах южнее Калинина{59}, а наши истребители, блокировав вражеский аэродром в районе Калинина, уничтожили и повредили на нем более 40 вражеских самолетов{60}. В результате упорной обороны наших войск при эффективной поддержке авиации дальнейшее наступление противника на этом направлении к концу октября было остановлено.
В ходе сражения за можайский рубеж обороны по данным всех видов разведки нашему командованию стало известно, что противник готовился 12 13 октября совершить крупный массированный удар по оборонявшимся войскам и тыловым объектам в районе Москвы. Для удара по 20 аэродромам врага было совершено 300 самолето-вылетов. В результате поражения вражеской авиации на аэродромах и в воздухе активность ее действий в полосе Западного фронта сократилась почти в 4 раза.
Активные бои на можайском рубеже начались не одновременно на различных направлениях и развертывались по мере подхода вражеских войск. В отражении непрерывных атак противника на боровском направлении существенную поддержку войскам фронта оказали ВВС МВО (командующий генерал Н. А. Сбытов) и 81-я дивизия ДБА (командир полковник А. Е. Голованов), которые наносили удары по войскам на дорогах и в районах Юхнова, станции Угрюмово, Медыни, Боровска, Малоярославца, Мятлево; разрушили переправу через реку Угра на участке Юхнов, Калуга и взорвали бензозаправочную базу. На аэродромах уничтожили и повредили до 40 самолетов противника. С вводом в сражение дивизии 33-й армии и привлечением для поддержки войск фронта нескольких авиационных полков ВВС Западного фронта, дальнебомбардировочной авиации и 6-го истребительного авиационного корпуса ПВО наступление войск противника к концу октября было остановлено на реке Нара. Советская авиация на этом направлении с 11 по 31 октября произвела более 2300 самолето-вылетов, оказав существенную помощь войскам фронта.