При активной поддержке авиации наши войска прорвали тактическую зону обороны противника, стремясь окружить его клинскую группировку. 9 декабря воздушная разведка установила начало массового отхода противника, особенно интенсивного по дороге Клин - Теряева Слобода. Основные усилия авиации были направлены на уничтожение колонн отступавшего врага. Для того чтобы перерезать фашистам пути отступления, в ночь на 15 декабря западнее Теряевой Слободы был выброшен парашютный десант в составе 415 солдат и офицеров, который успешно выполнил свою задачу и к концу декабря соединился с войсками 30-й армии.
Оставляя боевую технику, артиллерию и автомашины, противник поспешно отступал, неся тяжелые потери от ударов войск и авиации. Дороги между Клином и Теряевой Слободой оказались забитыми трупами солдат, сгоревшими и поврежденными автомашинами и танками. К исходу 16 декабря войска правого крыла Западного фронта, преследуя противника, вышли на рубеж Дорино, Высоковск, Ново-Петровское. За 10 дней для поддержки войск наша авиация совершила более 3600 самолето-вылетов. Эффективность ее ударов была высокой. 13 декабря пять наших истребителей атаковали аэродром в районе Ватулино, где уничтожили и повредили семь самолетов. 15 декабря пять истребителей 43-й смешанной авиационной дивизии под командованием офицера Т. К. Романенко вступили в неравный бой с 40 вражескими бомбардировщиками и 15 истребителями, пытавшимися прорваться к Москве. В ходе боя они уничтожили три вражеских самолета и, не имея потерь, возвратились на свой аэродром.
На левом крыле Западного фронта 10-я армия при поддержке авиации перешла в наступление в направлении Михайлова. Одновременно 50-я армия и 1-й гвардейский кавалерийский корпус, развивая успех контрударов, продолжали преследовать противника восточнее Тулы. Из-за сложных метеоусловий наша авиация ежедневно совершала лишь по 90 - 100 самолето-вылетов, уничтожая войска на поле боя и на дорогах. Противник, лишенный поддержки с воздуха, скованный боями севернее Москвы, вынужден был поспешно отходить. Советские войска при содействии авиации не позволяли ему закрепляться на промежуточных рубежах и к исходу 16 декабря отбросили деморализованные части его 2-й танковой армии на 130 км. Своими атаками авиация нарушала организованное отступление противника и наносила ему большие потери.
В результате первых десяти дней контрнаступления наших войск обе ударные группировки врага понесли тяжелые потери, были созданы благоприятные условия для наших войск в преследовании и разгроме противника.
Большую помощь сухопутным войскам оказала авиация, которая в сложных метеоусловиях произвела 5400 самолето-вылетов. В немецких документах, захваченных нашими войсками, было отмечено, что танковые части, автотранспорт, обозы несли большие потери от советской авиации.
В целях обеспечения наступления войск левого крыла Западного фронта 6 декабря 13-я и 3-я армии Юго-Западного фронта нанесли удар по елецкой группировке противника, заставив ее отступить. Авиация, поддерживая наступление войск, совершала по 60 самолето-вылетов в день, атаковывала противника в основном на поле боя. Большую помощь своими действиями оказали летчики дальнебомбардировочной авиации, которые днем и ночью наносили удары по войскам противника на поле боя и активно вели борьбу с его оперативными перевозками по железной дороге Новгород - Псков и Сумы - Киев.
В итоге 10-дневного контрнаступления советские войска прорвали тактическую зону обороны противника и начали преследование его отходящих войск. Авиация, поддерживая войска трех фронтов и прикрывая Москву, совершила около 6950 самолето-вылетов.
Гитлеровское командование стремилось упорным сопротивлением и жесткой обороной остановить наступление наших войск, направляя усилия ВВС на поддержку своих войск. Учитывая благоприятно складывающуюся обстановку, Ставка ВГК решила продолжать контрнаступление с целью создания условий для окружения и разгрома всей вражеской группировки войск. Для осуществления этого плана Калининскому фронту ставилась задача завершить разгром калининской группировки. Западный фронт, продолжая преследование противника севернее и южнее Москвы, переходом в наступление на центральном участке должен был расчленить главные силы врага для их окружения и разгрома. В целях обеспечения контрнаступления войск Западного фронта с юга 18 декабря вновь был создан Брянский фронт и его ВВС в составе трех авиационных дивизий (командующий генерал Ф. П. Полынин). Для усиления авиации фронта привлекалась 4-я резервная авиационная группа под командованием полковника Ю. А. Немцевича. Командующий войсками Калининского фронта решил разгромить войска противника ударом с севера (22, 39 и 29-я армии) и с востока (30-я и 31-я армии) в общем направлении на Старицу, сосредоточив основные усилия авиации на поддержку 30-й и 31-й армий, игравших главную роль. В ходе наступления, начавшегося 17 декабря, авиация наносила удары по отходящему противнику на дорогах. Особенно успешно она действовала в районе Старицы, где 24 декабря было уничтожено и повреждено до 60 автомашин и повозок врага.
