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基輔的形勢日益惡化，９月１０日，德第１７集團軍和第１裝甲集團從橋頭堡中衝出，他們一路擊破蘇軍的抵抗，向基輔衝去。在北方，古德里安的第２裝甲集團攻占基輔東１２０英里的Romny。這時，史達林親自命令蘇西南方面軍向Romny地區的德軍反攻。９月１２日在向Romny 地區德軍進行轟炸時，當時蘇軍中很少的女飛行員之一Yekaterina Zelyenko上尉陣亡。Zelyenko 上尉是最先進入蘇聯空軍的女飛行員之一，她已經是參加過蘇聯－芬蘭戰爭的老兵了，這一天她所在的第１３５轟炸機團前往攻擊古德里安的第２裝甲集團，她的Ｓｕ－２遭到德第５１戰鬥機聯隊的７架Ｂｆ－１０９的圍攻，在受到重創後，她撞擊了１架Ｂｆ－１０９，與之同歸於盡。１９９０年５月５日，蘇聯總統戈巴契夫下令追授Yekaterina Zelyenko 上尉“蘇聯英雄”稱號。
９月１３日，蘇聯空軍繼續企圖摧毀德軍建於第聶伯河上的橋樑，在這一天中，德第３戰鬥機聯隊第２大隊宣稱以損失１架Ｂｆ－１０９的代價擊落２０架蘇聯轟炸機。這時鑑於被包圍的威脅，蘇西南方面軍請求史達林准許他們放棄基輔，但他們的請求被拒絕，史達林命令必須不惜一切代價守住基輔。
９月１４日，蘇軍戰鬥轟炸機再次襲擊了第３戰鬥機聯隊的機場，當蘇聯飛機離開後，Gollob上尉和Walther Dahl中尉起飛追擊，並擊落了２架Ｉ－１５３。同一天，蘇空軍中尉Arseniy Stepanov在一次戰鬥巡邏中，發現地面上有２架Ｊｕ－８７正在加油，於是他壓下他的Ｉ－１５３機頭進行俯衝掃射，將它們全部擊毀。在脫離時，他發現２架Ｂｆ－１０９向他追來，在一場持續２０分鐘的空戰中，Stepanov不但躲過了德機的攻擊，而且擊落了其中１架，另１架Ｂｆ－１０９決定放棄攻擊。接著由Boris vasilyev上士帶隊的Ｉ－１５３機群再次攻擊了德軍機場，並摧毀了７架德國飛機。
這時德國第２和第５航空軍的轟炸機和俯衝轟炸機持續不斷地轟炸蘇軍後方，以阻止蘇軍任何突圍的企圖。德軍的轟炸使蘇軍遭到大量人員和物資損失，由於出色的表現，德第５４“骷髏”轟炸機聯隊第１大隊大隊長Ri插rd Linke 上尉被授予騎士十字勳章。
９月１６日，德第１和第２裝甲集團的裝甲鐵鉗在基輔東１３０英里的Lokhvitsa 合攏，５個集團軍的蘇軍陷入合圍。９月１８日，德第６集團軍從西方向基輔發動進攻，德國空軍第７７攻擊機聯隊第３大隊的Ｊｕ－８７群，平均每架出動４～６個架次，對德國地面部隊提供不間斷的密接支援。１９日基輔失陷，２０日蘇西南方面軍司令基爾波諾斯上將陣亡。這時陷入重圍的數十萬蘇軍的命運已經註定，德國空軍完全掌握了基輔上空的制空權，剩餘的蘇西南方面軍空軍集中在波爾塔瓦地區，以阻止德第１７集團軍繼續向東前進，在這裡蘇軍終於使德軍的攻勢停止，並解救了有部分蘇軍部隊，德第５２戰鬥機聯隊第３大隊在這裡損失了４架Ｂｆ－１０９。
９月２１日，被圍的蘇第２１集團軍開始全力突圍，德第２１０攻擊機團的Ｂｆ－１１０對一切活動的地面目標進行不間斷攻擊，第２１集團軍司令Fyodor Kostenko 中將向莫斯科緊急求援“一切渡河的企圖都失敗了，彈藥即將耗盡，急需空中支援！”但一切支援都已無法挽救被圍的蘇軍，９月２６日被圍的蘇軍停止了抵抗，德國人宣稱俘虜了６６萬蘇聯軍人。十七
當基輔戰役還在進行時，在克里米亞半島上，蘇聯軍隊和羅馬尼亞軍隊圍攏著黑海海濱城市奧德薩進行著另一場激戰。羅馬尼亞空軍主力就集中在這裡。為了支援羅馬尼亞軍隊的攻勢，德國空軍抽調了第２７和５１轟炸機聯隊，以及第７７戰鬥機聯隊第２大隊為羅馬尼亞軍隊提供空中支援。德國空軍的首要目標是摧毀蘇聯黑海艦隊對黑海的控制權。
在１９４１年８月初，在奧德薩的蘇聯空軍部隊只有由Lev 射stakov 少校指揮的第６９戰鬥機團，當奧德薩被包圍時，該團只有２０架Ｉ－１６，除此以外他們只有黑海艦隊海軍航空兵的２個中隊ＭＢＲ－２飛艇和１個中隊ＳＢ，在戰鬥開始以後，蘇軍才接到位於克里米亞的第６２戰鬥機旅和第６３轟炸機旅的支援。
儘管兵力不足，但射stakov 少校對部隊很快以他們戰績贏得了對手的敬畏。８月９日，該團宣稱擊落了９架Ｂｆ－１０９。當地的蘇聯轟炸機部隊的任務是轟炸羅馬尼亞地面部隊，在德國戰鬥機的阻截下，蘇聯轟炸機遭受了嚴重損失，８月１０日德國第７７戰鬥機聯隊第２大隊宣稱以損失１架Ｂｆ－１０９的擊落了１５架代價擊落蘇聯轟炸機１５架，同一天這個大隊還攻擊了蘇聯黑海艦隊的船隻，他們投下的炸彈擊傷了１艘蘇聯輕巡洋艦和１艘汽船。
８月１２日上午，第７７戰鬥機聯隊第２大隊Erich Friedrich中尉和Franz Hrdlicka 少尉在一次戰鬥巡邏中，發現了屬於蘇第６３轟炸機旅第４０轟炸機團的３架ＳＢ，結果Friedrich中尉擊落了２架（他的第８～９次空戰勝利），Hrdlicka 少尉擊落了第３架ＳＢ（他的第２個戰績），被擊落的這３架ＳＢ，２架迫降在蘇軍戰線後方，機組成員得以生還，另一架迫降在敵軍後方，它的領航員和機尾機槍手躲過了羅馬尼亞人的搜捕，回到了蘇軍一方，但飛行員被羅馬尼亞軍隊俘虜。
９月１３日，蘇聯空軍繼續企圖摧毀德軍建於第聶伯河上的橋樑，在這一天中，德第３戰鬥機聯隊第２大隊宣稱以損失１架Ｂｆ－１０９的代價擊落２０架蘇聯轟炸機。這時鑑於被包圍的威脅，蘇西南方面軍請求史達林准許他們放棄基輔，但他們的請求被拒絕，史達林命令必須不惜一切代價守住基輔。
９月１４日，蘇軍戰鬥轟炸機再次襲擊了第３戰鬥機聯隊的機場，當蘇聯飛機離開後，Gollob上尉和Walther Dahl中尉起飛追擊，並擊落了２架Ｉ－１５３。同一天，蘇空軍中尉Arseniy Stepanov在一次戰鬥巡邏中，發現地面上有２架Ｊｕ－８７正在加油，於是他壓下他的Ｉ－１５３機頭進行俯衝掃射，將它們全部擊毀。在脫離時，他發現２架Ｂｆ－１０９向他追來，在一場持續２０分鐘的空戰中，Stepanov不但躲過了德機的攻擊，而且擊落了其中１架，另１架Ｂｆ－１０９決定放棄攻擊。接著由Boris vasilyev上士帶隊的Ｉ－１５３機群再次攻擊了德軍機場，並摧毀了７架德國飛機。
這時德國第２和第５航空軍的轟炸機和俯衝轟炸機持續不斷地轟炸蘇軍後方，以阻止蘇軍任何突圍的企圖。德軍的轟炸使蘇軍遭到大量人員和物資損失，由於出色的表現，德第５４“骷髏”轟炸機聯隊第１大隊大隊長Ri插rd Linke 上尉被授予騎士十字勳章。
９月１６日，德第１和第２裝甲集團的裝甲鐵鉗在基輔東１３０英里的Lokhvitsa 合攏，５個集團軍的蘇軍陷入合圍。９月１８日，德第６集團軍從西方向基輔發動進攻，德國空軍第７７攻擊機聯隊第３大隊的Ｊｕ－８７群，平均每架出動４～６個架次，對德國地面部隊提供不間斷的密接支援。１９日基輔失陷，２０日蘇西南方面軍司令基爾波諾斯上將陣亡。這時陷入重圍的數十萬蘇軍的命運已經註定，德國空軍完全掌握了基輔上空的制空權，剩餘的蘇西南方面軍空軍集中在波爾塔瓦地區，以阻止德第１７集團軍繼續向東前進，在這裡蘇軍終於使德軍的攻勢停止，並解救了有部分蘇軍部隊，德第５２戰鬥機聯隊第３大隊在這裡損失了４架Ｂｆ－１０９。
９月２１日，被圍的蘇第２１集團軍開始全力突圍，德第２１０攻擊機團的Ｂｆ－１１０對一切活動的地面目標進行不間斷攻擊，第２１集團軍司令Fyodor Kostenko 中將向莫斯科緊急求援“一切渡河的企圖都失敗了，彈藥即將耗盡，急需空中支援！”但一切支援都已無法挽救被圍的蘇軍，９月２６日被圍的蘇軍停止了抵抗，德國人宣稱俘虜了６６萬蘇聯軍人。十七
當基輔戰役還在進行時，在克里米亞半島上，蘇聯軍隊和羅馬尼亞軍隊圍攏著黑海海濱城市奧德薩進行著另一場激戰。羅馬尼亞空軍主力就集中在這裡。為了支援羅馬尼亞軍隊的攻勢，德國空軍抽調了第２７和５１轟炸機聯隊，以及第７７戰鬥機聯隊第２大隊為羅馬尼亞軍隊提供空中支援。德國空軍的首要目標是摧毀蘇聯黑海艦隊對黑海的控制權。
在１９４１年８月初，在奧德薩的蘇聯空軍部隊只有由Lev 射stakov 少校指揮的第６９戰鬥機團，當奧德薩被包圍時，該團只有２０架Ｉ－１６，除此以外他們只有黑海艦隊海軍航空兵的２個中隊ＭＢＲ－２飛艇和１個中隊ＳＢ，在戰鬥開始以後，蘇軍才接到位於克里米亞的第６２戰鬥機旅和第６３轟炸機旅的支援。
儘管兵力不足，但射stakov 少校對部隊很快以他們戰績贏得了對手的敬畏。８月９日，該團宣稱擊落了９架Ｂｆ－１０９。當地的蘇聯轟炸機部隊的任務是轟炸羅馬尼亞地面部隊，在德國戰鬥機的阻截下，蘇聯轟炸機遭受了嚴重損失，８月１０日德國第７７戰鬥機聯隊第２大隊宣稱以損失１架Ｂｆ－１０９的擊落了１５架代價擊落蘇聯轟炸機１５架，同一天這個大隊還攻擊了蘇聯黑海艦隊的船隻，他們投下的炸彈擊傷了１艘蘇聯輕巡洋艦和１艘汽船。
８月１２日上午，第７７戰鬥機聯隊第２大隊Erich Friedrich中尉和Franz Hrdlicka 少尉在一次戰鬥巡邏中，發現了屬於蘇第６３轟炸機旅第４０轟炸機團的３架ＳＢ，結果Friedrich中尉擊落了２架（他的第８～９次空戰勝利），Hrdlicka 少尉擊落了第３架ＳＢ（他的第２個戰績），被擊落的這３架ＳＢ，２架迫降在蘇軍戰線後方，機組成員得以生還，另一架迫降在敵軍後方，它的領航員和機尾機槍手躲過了羅馬尼亞人的搜捕，回到了蘇軍一方，但飛行員被羅馬尼亞軍隊俘虜。