Легкий и маневренный Як-3, появившийся на фронте в январе 1944 г., завершил ряд поршневых истребителей Яковлева и являлся в своем классе одним из лучших самолетов в мире. Подобно Як-9, он разрабатывался за счет облегчения конструкции, однако в качестве базы был выбран истребитель Як-1. Опытный образец, Як-1М, имел металлические лонжероны крыла и двигатель М-105ПФ. Значительный упор был сделан на совершенствование аэродинамики. Для снижения сопротивления площадь крыла путем уменьшения размаха была сокращена на 15,5 %. Маслорадиатор перенесли назад и установили под центропланом. Доработали систему охлаждения мотора.

Як-9 - самый распространенный советский истребитель второго периода войны. Около 15,5 тыс. таких самолетов различных вариантов поступили на вооружение ВВС Красной Армии. История создания Як-9 достаточно банальна. Летом 1942 г. авиапромышленность СССР уже меньше ощущала недхтаток алюминиевых сплавов, и появилась возможность облегчить некоторые типы истребителей путем замены деревянных силовых элементов конструкции на металлические. Первым с целью увеличения дальности полета был переделан таким образом Як-7. Установка металлических лонжеронов снизила вес крыла и освободила дополнительный объем для топливных баков. Для уменьшения веса истребителя был демонтирован также правый пулемет УБС.

Як-7 появился на базе двухместного учебно-тренировочного самолета Як-7УТИ, производимого в качестве «спарки» Як-1. По существу, это была вынужденная мера - в 1941 г. фронт остро нуждался в истребителях. Поэтому предложение превратить Як-7УТИ в боевую машину было принято, и в конце года переоборудованный соответствующим образом Як-7А уже принял участие в боях под Москвой. Переделки свелись к минимуму. Было демонтировано оборудование и управление из задней кабины, установлены вооружение, бронеспинка кресла и протестированные топливные баки. Заднюю кабину в частях ВВС использовали затем для перевозки грузов и даже механиков при перебазировании. Ее прозрачный колпак позднее заменили фанерным.

Выпущенные в количестве свыше 35 тыс. самолетов разных вариантов, «Яки» стали самыми массовыми советскими истребителями Второй мировой войны. Родоначальником этого семейства явился Як-1, прототип которого под обозначением И-26 впервые поднялся в воздух 13 января 1940 г. Ярко-красный самолет показал хорошие летные данные, и, несмотря на гибель испытателя Ю. Пионтковского, истребитель был запущен в серию и стал лучшим в своем классе в СССР в первый период войны. По сравнению с МиГ-3 и ЛаГГ-3 он был более простым в управлении и имел лучшую маневренность. Як-1 первых выпусков были вооружены 20-мм пушкой и двумя 7,62-мм пулеметами и имели 1050-сильный двигатель М-105П.

Один из лучших советских бомбардировщиков военного времени, Ту-2 втрое превосходил своего предшественника Пе-2 по бомбовой нагрузке, имел значительно большую дальность полета и более мощное оборонительное вооружение. Опытный образец самолета, «103У», совершил первый полет 29 января 1941 г. Однако его моторы АМ-37 серийно не выпускались, и поэтому машину пришлось дорабатывать под звездообразные двигатели М-82. Новый прототип, «103В», успешно прошел испытания и под обозначением Ту-2 был запущен в серию на авиазаводе в Омске. Боевое крещение бомбардировщика состоялось осенью 1942 г.

СБ-2 представлял собой легкий двухмоторный бомбардировщик с экипажем из трех человек. Разработанный в КБ А.Н. Туполева, самолет АНТ-40 (позднее обозначенный СБ - скоростной бомбардировщик) впервые поднялся в воздух 7 октября 1934 г. Серийные СБ-2, оснащенные двумя 750-сильными рядными моторами М-100 (русский вариант Испано-Сюиза 12Y), начали поставляться в строевые части в 1936 г. Самолеты цельнометаллической конструкции с гладкой обшивкой отлично проявили себя во время Гражданской войны в Испании в 1936-39 гг. СБ-2 развивал скорость до 450 км/ч, и это делало его практически недосягаемым для франкистских истребителей. Бомбардировщики СБ-2 также входили в состав китайских ВВС, действовавших против японцев в 1938-39 гг.

Су-2 ОКБ Павла Сухого был далек от совершенства, как и многие одномоторные легкие штурмовики конца 1930-х гг. Проблем было три: недостаточное вооружение, недостаточная мощность мотора и перегруженность. Являясь самолетом примерно того же класса, что и злополучный Фэйри «Бэттл», прототип Су-2, АНТ-51 (разработанный под общим руководством А. Н. Туполева), поднялся в воздух в августе 1937 г. Он был оснащен звездообразным мотором М-62 - копией двигателя Райт «Циклон». Позднее на самолет устанавливался двигатель М-87, разработанный на базе «Гном-Рона» 14К. В 1939 г. началось производство серийного ближнего бомбардировщика ББ-1.

Самым распространенным истребителем в СССР в первые месяцы войны с Германией был небольшой моноплан И-16 с открытой кабиной. Советские пилоты ласково называли его «ишачком», а немецкие - «крысой». Первые победы эти самолеты одержали 22 июня 1941 г. и, пока шло освоение пилотами истребителей нового поколения, уже появились асы на И-16. А. Антоненко за месяц уничтожил 11 вражеских самолетов, Б. Сафонов - 10. И-16, отличившийся в воздушных боях в Испании, Китае и Монголии, был первым советским серийным монопланом с убирающимся шасси. Его прототип, ЦКБ-12, совершил первый полет 30 декабря 1933 г. В течение серийного выпуска с 1934 по 1942 гг. было изготовлено 10292 самолета И-16 разных модификаций.

И-153 завершил в СССР ряд маневренных истребителей-бипланов Н. Поликарпова и к моменту своего появления являлся уже устаревшим самолетом. Из 3437 построенных машин этого типа большинство были потеряны в боях в первые месяцы Великой Отечественной войны, но, наряду с И-16, они вынесли основную тяжесть боев с люфтваффе в этот критический период. Последние И-153 были выведены из состава первой линии в 1943 г. и затем использовались в качестве учебно-тренировочных. Прототип самолета был облетан в начале 1938 г. и отличался от своих предшественников И-15 и И-15бис убирающимся шасси, новым капотом двигателя и усиленным вооружением.

Знаменитый советский бомбардировщик Пе-2 был создан на основе высотного двухмоторного истребителя, условно обозначенного «100». Оснащенный двумя рядными моторами М-105 мощностью по 1050 л.с., этот самолет впервые поднялся в воздух в апреле 1940 г. Однако уже через месяц В. Петлякову было предложено переоборудовать машину в трехместный пикирующий бомбардировщик. После соответствующих изменений в конструкции и усиления оборонительного вооружения до четырех 7,62-мм пулеметов ШКАС самолет был запущен в серию и строился в больших количествах. В 1941 г. главной защитой бомбардировщика была скорость полета, но с появлением новых вариантов Bf 109 сказалось его слабое пулеметное вооружение.