5月3日晨，苏军轰炸航空兵第2军162架飞机以10-20分钟的间隔，一批接一批地对位于上阿达古姆西郊和涅别尔扎耶夫斯卡亚西郊的德军炮兵阵地进行压制轰炸，掩护地面部队突破克雷姆斯卡亚以南德军的防御。此后，苏德双方又进行多次激烈的编队空战，每次空战双方都出动50-80架飞机。
在12天内，苏军空军第4集团军、黑海舰队航空兵和远程航空兵共出动飞机1万多架次，其中半数以上是对德军地面部队和技术兵器进行打击，苏军损失战机70架，消灭德军战机368架，赢得了第二次空战胜利，再次夺得战场制空权。
基耶夫斯卡亚地区的空战 （5月26日-6月7日）
交战发生在苏军北高加索方面军试图突破基耶夫斯卡亚和靡尔达万斯卡亚地域内德军防御之时。5月26日晨，苏军北高加索方面军部队在基辅村和莫尔达维亚村之间的方向上展开进攻，仅用6小时就攻占了德军的几个支撑点，突入防御纵深3-5公里。
为阻滞苏军的攻击，德军统帅部把所有的航空兵都集中到战场上空。在前3个小时，德军就出动飞机1500余架次。从中午开始，德军轰炸机一批又一批地出现在苏军进攻部队的上空。尽管苏军航空兵积极应战，赶跑很多德军轰炸机群，并使部分轰炸机无法准确轰炸，但由于德军从其他战线调来大批飞机，其航空兵力比苏军多出1.5倍，德军暂时夺取了制空权。
