1943年春，苏联红军为解放塔曼半岛和击溃德国“ A”集团军群残部，开始采取进攻行动。当时，德军由于地面兵力不足，便企图借助空中力量来固守塔曼半岛。其参战航空兵为第 4航空队和驻乌克兰南部的航空队，计有作战飞机1200架，后增至1400架，由第 4航空队司令里希特霍芬指挥。苏联红军的企图是：夺取苏德战场南翼的制空权，为支援地面部队解放塔曼半岛创造条件。其参战航空兵力有北高加索方面军航空兵和黑海舰队航空兵一部，计有飞机 900架，后增至1000架左右，由方面军空军司令韦尔希宁中将指挥。这场空战包括三次空中交战和一次突袭机场作战。
德军继续主动发起进攻，双方爆发大规模空战。苏军飞行员宣称击落58架Bf109，地面防空火力也宣称击落一架Bf109，共计59架。其中第16近卫团和第45战斗机团宣称共击落10架Bf109，第812战斗机团宣称击落4架。但是，德军资料显示当天只损失了2架战斗机，其中III/JG3损失2架Bf109G4，1架(w/n 14946)在攻击IL-2时被击落，飞行员Adolf von Gordon阵亡，另一架(w/n 14955)在作战中失踪;II/JG52损失1架Bf109G4(w/n 14309)，该机与一架被击落的苏军P-40残骸相撞后坠毁，飞行员Johann Glyayssner少校(已有37个击坠战果)阵亡。另外，II/JG3的1架Bf109G2(w/n 13884)在苏军轰炸Anapa机场时受损50%，III/JG3的1架Bf109G2 (w/n 14842)在降落时倾覆，受损80%。
德军宣称击落61架苏机，其中II/JG3宣称击落21架(包括20架战斗机：10架LAGG和10架YAK)，II/JG52宣称击落19架(包括18架战斗机：6架LAGG-3，8架YAK-1，1架I-16，2架P-39和1架P-40)，III/JG52宣称击落21架(包括19架战斗机：15架LAGG，3架喷火，1架P-39)。根据苏军官方数据，共损失87架飞机和14名飞行员。
德军宣称击落苏机43架，其中I/JG52宣称击落11架(包括7架战斗机：1架LAGG-3，2架YAK-1，2架P-39和2架P-40)，II/JG52宣称击落11架(包括10架战斗机：2架LAGG-3，5架YAK-1，2架喷火，1架P-39)，III/JG52宣称击落15架(包括10架战斗机：8架LAGG，1架P-39，1架喷火)，另外斯洛伐克中队宣称击落6架(包括5架战斗机：3架Yak-1和2架LAGG-3)。根据苏军官方报告，苏军损失20架飞机，其中至少11架战斗机，损失7名飞行员。战死者中有2位苏联英雄——M.M. Osipov和N.D.Kudrya。
在一次空战中，苏军宣称击落50架Bf109，德军实际只有2架Bf109被防空炮火击中，分别受损45%和25%。(可见苏军注水率巨大)。
发起前期攻势
战役开始之时，苏联红军陆战队发起前期攻势，在库班半岛南侧、德军“蓝色防线”最南端的梅斯哈科地区登陆成功，抢占了一块宽4千米、纵深2.5千米的登陆场，很快又登陆场扩大到30平方千米，在德军防线的南侧横插了一刀。德军大为惶恐，经过一番调兵遣将，于4月17日出动4个步兵师，2.7万人在大批飞机支援下。德国空军第四航空队在这小小的空间中投入作战飞机近千架次，猛烈轰炸登陆场，支援步兵作战。其出击机场多在克里米亚和库班半岛上，距前线仅50千米到100千米，因此出动强度非常高，异常猛烈的火力风暴不时向“小地”登陆场刮去。苏联红军空军第四集团军最初出动了300架次的飞机阻击敌军的空地攻势，打得十分顽强。但由于力量占劣势，其基地又是在150千米到200千米以外的克拉斯诺达尔，因此一度陷入被动。坐镇前线指挥的大本营代表、空军司令诺维科夫元帅决定大规模增兵库班，扭转被动局面。他从统帅部大本营调来了轰炸航空兵、歼击机航空兵，使苏联红军的飞机出动数量增加到一天900多架次。
两轮交战
随后苏德空军进行了两轮交战，苏联红军飞机一天之内出动的架次达到了1308架次。首次库班空中交战是在新罗西斯克附近小地的梅斯哈科地域登陆场进行激战过程中发生的。4月17—24日，德军企图在该登陆场消灭第18集团军登陆集群。苏联红军航空兵的顺利行动和对第18集团军可靠的空中掩护，打破了德军这一计划。几次空中交战分别在克雷姆斯卡亚镇、基辅斯卡亚镇和摩尔达万斯卡亚镇等地域展开。库班空中交战过程中进行了多次持续数小时的激烈空中战斗，双方广为增兵，有几天，编队空中战斗约达50次，双方都有30—50架以上的飞机参加。
库班爆发了更激烈的战斗，苏联红军对“蓝色防线”发起了猛攻。苏德空军开展了第三轮空中角逐。空军第四集团军在进攻发起前，出动了338架飞机，配合炮兵进行了40分钟的密集航空火力准备。但德军的抵抗空前激烈，这一次德军急忙从战场外围调入了大批飞机，使第四航空队的飞机出动数猛增。在进攻的头3个小时，德军航空兵就出动了1500架次，从空中阻击苏联红军攻势;中午以后前线上空继续不断出现德军飞机。德国空军第四集团军及时调整战术，将歼击机防区扩大，在战区边缘截击敌轰炸机。同时广泛采取了“游猎”战法，机动灵活地打击苏联飞机。由于歼击机大批用于争夺制空权和拦截敌轰炸机，轰炸机和强击机无法得到有效的护航。他们采取大编队自我保护的方法，坚持出动，突击敌地面反击部队。执行任务中，强击机始终保持15%的弹药品随时准备与敌空战。这次空战，是库班三次空战中最激烈的一次。
梅斯哈科地区
第一次空中交战于在梅斯哈科地区上空进行。德军投入作战飞机100架 ，苏联红军投入作战飞机 500架，后增至与德方相等。经过几天激战，德军在库班上空取得第一次空战胜利，击落德机 12架，苏军损失176架。
克雷姆斯卡亚
第二次空战于1943年 4月29日至 5月10日在克雷姆斯卡亚地区上空展开。每天空中交战多达40次，每次空战双方都出动50～80架飞机。12天中，德机被击落 11架，苏联红军损失70架。德国空军取得第二次空战的胜利，夺得了战场制空权。
其他地区
第三次空战于1943年 5月26日至 6月 7日在基耶夫斯卡亚和摩尔达万斯卡亚地区上空实施。开始，德军集中克里木、塔曼半岛和乌克兰南部机场上的1400架飞机参战，以比苏联红军多一倍飞机的优势，每天同苏空军交战达50次，从而再次夺回了战场制空权。随后，苏空军得到大大加强，并经过激烈空战，歼灭德机 11架，自己损失 150架，使战场制空权又回到了德国空军手中。