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當德南方集團軍群的主力正在消滅烏曼包圍圈內的蘇軍時，德第６集團軍開始從西向基輔前進。而蘇空軍則猛烈攻擊前進的德軍部隊。德第５航空軍參謀長Hermann Plocher 上校回憶到：“第６集團軍缺乏足夠的戰鬥機掩護，蘇聯空軍及其活躍，很明顯他們在這個地區投入了大量兵力。”
為此Lohr上將下令把空軍Nord集團調往第６集團軍的進攻方向。這個集團包括第７７攻擊機聯隊第３大隊，第３戰鬥機聯隊第１和第３大隊，第５３戰鬥機聯隊第１大隊和直屬中隊，其指揮官是第３戰鬥機聯隊聯隊長Gunther Lutzow少校。立刻蘇空軍的轟炸機部隊遭到了越來越多的德國戰鬥機的攻擊。７月２８日，蘇第６６攻擊機團的Petr Bityutskiy 中士遭到了３架Ｂｆ－１０９的攻擊，在擊落了１架Ｂｆ－１０９後，他的飛機被擊中，他將飛機迫降在野地里，這時１架Ｂｆ－１０９俯衝下來企圖解決他，結果在最後一刻未能將飛機拉起來，一頭撞在地面上，據德國資料在這一天，德國第３戰鬥機聯隊損失了３架飛機。同一天，蘇第１６８戰鬥機團的３架戰鬥機攻擊了１６架德國轟炸機，Artamonov 中尉擊落了２架，他的僚機擊落了１架德機。而德第５３戰鬥機聯隊聯隊長von Maltzahn少校則擊落了１架ＳＢ，使他的戰績達到了４５。
７月２９日，德第７７攻擊機聯隊第３大隊的Ｊｕ－８７對基輔進行了空襲，在這裡德國人遭遇到密集的防空炮火，１架護航的Ｂｆ－１０９被擊落，在返航途中，德國人遇到了一隊蘇聯轟炸機，von Maltzahn少校擊落了其中２架。
８月１日，蘇第４０轟炸機團的６架Ｐｅ－２再一次空襲了羅馬尼亞港口城市Constanta，Amarillis號輪船被擊沉，Durostor被擊傷，地面上６節火車車廂被摧毀，人員６死４傷。
８月２日，蘇軍進行了第二次Zveno 攻擊，３架ＴＢ－３攜帶６架Ｉ－１６ＳＰＢ進行了這次襲擊，但在ＴＢ－３得以發射它們的Ｉ－１６前，就遭到了Ｂｆ－１０９得攔截，ＴＢ－３只能提前發射所攜帶的Ｉ－１６，結果６架Ｉ－１６ＳＰＢ中，有２架被擊落。
８月３日，蘇軍發起了第三次Zveno攻擊，在距Constanta１０公里的地方，２架ＴＢ－３發射了攜帶的４架Ｉ－１６ＳＰＢ，這４架Ｉ－１６攻擊了煉油廠和儲油罐後，全部安全返航。同一天，３２架蘇聯轟炸機攻擊了同一目標，這一次他們遭到了德國第２訓練聯隊第１大隊的Ｂｆ－１０９群的攔截，德國人宣稱擊落了１１架蘇聯轟炸機，大隊長Herbert Ihlefeld上尉一人擊落了６架，使他擊落的敵機數上升到了５３。
８月３日，在基輔上空，德第３戰鬥機聯隊第３大隊的Kurt So插tzy 中尉被蘇第１６８戰鬥機團的Artamonov中尉撞落，Artamonov中尉陣亡，So插tzy中尉跳傘後被蘇軍俘虜，到被俘時為止，So插tzy中尉已經擊落了３７架敵機，並在地面上摧毀了２７架敵機。
８月初，德第５３戰鬥機聯隊第１大隊和直屬中隊奉命撤出戰場，回到德國修整，第５２戰鬥機聯隊第３大隊將接替他們為羅馬尼亞油田提供空中掩護。
８月７日蘇軍對位於烏曼地區的德軍發起了一次進攻，這次進攻在一開始取得了相當進展，德國空軍立刻做出了反應，德第５航空軍奉命以全力對蘇軍進行轟炸。德軍攻擊效果是驚人的，第７７攻擊機聯隊的Ｊｕ－８７炸毀了蘇軍後方的橋樑和道路，而第５１、５４和５５轟炸機聯隊的轟炸機則宣稱炸毀了４８輛蘇軍坦克和１４８輛裝甲車輛，在空中德國戰鬥機擊退了蘇空軍的攻勢，其中德第５３戰鬥機聯隊第９中隊Werner Fernsebner中尉取得了他的第１５次空戰勝利，２天后，他被擊落身亡。
同時德第４航空軍各部則加緊對包圍圈內蘇軍的攻擊，光是在８月１０日一天，德空軍就宣稱擊毀蘇坦克５４輛，卡車３００輛，一切蘇軍突圍的企圖都被阻止。
８月１１日，Luzow 少校的第３戰鬥機聯隊宣稱擊落了３６架蘇聯飛機，但德軍也遭受了嚴重損失，共有７架Ｂｆ－１０９被擊落，其中一架是被蘇第６６攻擊機團Bityuskiy中士撞落的，這一次這位勇敢的Bityuskiy中士未能倖免。
烏曼戰役結束了，共有１０３０００名蘇軍被俘，在這場戰役中，在歷史上第一次空軍展示了它有能力從空中包圍敵人。雖然在烏曼包圍圈中，蘇軍的抵抗結束了，但在烏克蘭戰場上，戰爭還在進行。８月１３日，第７７攻擊機聯隊的Ｊｕ－８７被派往攻擊蘇方目標，它們遭到了蘇聯戰鬥機的攔截，在空戰中，擔任護航的Luzow 少校擊落了２架Ｉ－１６。８月１４日，德第３戰鬥機聯隊第１大隊遇上了一群技術出色的蘇聯飛行員駕駛的Ｉ－１６，結果德國人宣稱擊落了３架Ｉ－１６，但有２架Ｂｆ－１０９被擊落，其中包括第１中隊中隊長Robert Oijenik中尉，他就是６月２２日在東部戰場擊落第１架蘇聯飛機的德國飛行員，當時他的戰績是３５，受傷的Oijenik 直到戰爭末期才重返戰場，最後他參加了德國Ｍｅ－２６２噴氣飛機部隊，他的最後戰績是擊落４１架敵機。
根據蘇方檔案，蘇聯南方方面軍空軍在７月１日至８月１日間，共損失飛機２０４架，其中１１３架是戰鬥損失（８架是被高射炮火擊落），同時蘇軍宣稱擊落了１５４架德國飛機，這個數字誇大了２倍以上。
為此Lohr上將下令把空軍Nord集團調往第６集團軍的進攻方向。這個集團包括第７７攻擊機聯隊第３大隊，第３戰鬥機聯隊第１和第３大隊，第５３戰鬥機聯隊第１大隊和直屬中隊，其指揮官是第３戰鬥機聯隊聯隊長Gunther Lutzow少校。立刻蘇空軍的轟炸機部隊遭到了越來越多的德國戰鬥機的攻擊。７月２８日，蘇第６６攻擊機團的Petr Bityutskiy 中士遭到了３架Ｂｆ－１０９的攻擊，在擊落了１架Ｂｆ－１０９後，他的飛機被擊中，他將飛機迫降在野地里，這時１架Ｂｆ－１０９俯衝下來企圖解決他，結果在最後一刻未能將飛機拉起來，一頭撞在地面上，據德國資料在這一天，德國第３戰鬥機聯隊損失了３架飛機。同一天，蘇第１６８戰鬥機團的３架戰鬥機攻擊了１６架德國轟炸機，Artamonov 中尉擊落了２架，他的僚機擊落了１架德機。而德第５３戰鬥機聯隊聯隊長von Maltzahn少校則擊落了１架ＳＢ，使他的戰績達到了４５。
７月２９日，德第７７攻擊機聯隊第３大隊的Ｊｕ－８７對基輔進行了空襲，在這裡德國人遭遇到密集的防空炮火，１架護航的Ｂｆ－１０９被擊落，在返航途中，德國人遇到了一隊蘇聯轟炸機，von Maltzahn少校擊落了其中２架。
８月１日，蘇第４０轟炸機團的６架Ｐｅ－２再一次空襲了羅馬尼亞港口城市Constanta，Amarillis號輪船被擊沉，Durostor被擊傷，地面上６節火車車廂被摧毀，人員６死４傷。
８月２日，蘇軍進行了第二次Zveno 攻擊，３架ＴＢ－３攜帶６架Ｉ－１６ＳＰＢ進行了這次襲擊，但在ＴＢ－３得以發射它們的Ｉ－１６前，就遭到了Ｂｆ－１０９得攔截，ＴＢ－３只能提前發射所攜帶的Ｉ－１６，結果６架Ｉ－１６ＳＰＢ中，有２架被擊落。
８月３日，蘇軍發起了第三次Zveno攻擊，在距Constanta１０公里的地方，２架ＴＢ－３發射了攜帶的４架Ｉ－１６ＳＰＢ，這４架Ｉ－１６攻擊了煉油廠和儲油罐後，全部安全返航。同一天，３２架蘇聯轟炸機攻擊了同一目標，這一次他們遭到了德國第２訓練聯隊第１大隊的Ｂｆ－１０９群的攔截，德國人宣稱擊落了１１架蘇聯轟炸機，大隊長Herbert Ihlefeld上尉一人擊落了６架，使他擊落的敵機數上升到了５３。
８月３日，在基輔上空，德第３戰鬥機聯隊第３大隊的Kurt So插tzy 中尉被蘇第１６８戰鬥機團的Artamonov中尉撞落，Artamonov中尉陣亡，So插tzy中尉跳傘後被蘇軍俘虜，到被俘時為止，So插tzy中尉已經擊落了３７架敵機，並在地面上摧毀了２７架敵機。
８月初，德第５３戰鬥機聯隊第１大隊和直屬中隊奉命撤出戰場，回到德國修整，第５２戰鬥機聯隊第３大隊將接替他們為羅馬尼亞油田提供空中掩護。
８月７日蘇軍對位於烏曼地區的德軍發起了一次進攻，這次進攻在一開始取得了相當進展，德國空軍立刻做出了反應，德第５航空軍奉命以全力對蘇軍進行轟炸。德軍攻擊效果是驚人的，第７７攻擊機聯隊的Ｊｕ－８７炸毀了蘇軍後方的橋樑和道路，而第５１、５４和５５轟炸機聯隊的轟炸機則宣稱炸毀了４８輛蘇軍坦克和１４８輛裝甲車輛，在空中德國戰鬥機擊退了蘇空軍的攻勢，其中德第５３戰鬥機聯隊第９中隊Werner Fernsebner中尉取得了他的第１５次空戰勝利，２天后，他被擊落身亡。
同時德第４航空軍各部則加緊對包圍圈內蘇軍的攻擊，光是在８月１０日一天，德空軍就宣稱擊毀蘇坦克５４輛，卡車３００輛，一切蘇軍突圍的企圖都被阻止。
８月１１日，Luzow 少校的第３戰鬥機聯隊宣稱擊落了３６架蘇聯飛機，但德軍也遭受了嚴重損失，共有７架Ｂｆ－１０９被擊落，其中一架是被蘇第６６攻擊機團Bityuskiy中士撞落的，這一次這位勇敢的Bityuskiy中士未能倖免。
烏曼戰役結束了，共有１０３０００名蘇軍被俘，在這場戰役中，在歷史上第一次空軍展示了它有能力從空中包圍敵人。雖然在烏曼包圍圈中，蘇軍的抵抗結束了，但在烏克蘭戰場上，戰爭還在進行。８月１３日，第７７攻擊機聯隊的Ｊｕ－８７被派往攻擊蘇方目標，它們遭到了蘇聯戰鬥機的攔截，在空戰中，擔任護航的Luzow 少校擊落了２架Ｉ－１６。８月１４日，德第３戰鬥機聯隊第１大隊遇上了一群技術出色的蘇聯飛行員駕駛的Ｉ－１６，結果德國人宣稱擊落了３架Ｉ－１６，但有２架Ｂｆ－１０９被擊落，其中包括第１中隊中隊長Robert Oijenik中尉，他就是６月２２日在東部戰場擊落第１架蘇聯飛機的德國飛行員，當時他的戰績是３５，受傷的Oijenik 直到戰爭末期才重返戰場，最後他參加了德國Ｍｅ－２６２噴氣飛機部隊，他的最後戰績是擊落４１架敵機。
根據蘇方檔案，蘇聯南方方面軍空軍在７月１日至８月１日間，共損失飛機２０４架，其中１１３架是戰鬥損失（８架是被高射炮火擊落），同時蘇軍宣稱擊落了１５４架德國飛機，這個數字誇大了２倍以上。