Летом 1943 года в жесточайшей Курской битве соединения 16-й воздушной армии, активно поддерживая и прикрывая с воздуха войска Центрального фронта, помогли сорвать планы противника, жаждавшего взять реванш за поражение под Сталинградом. 16-я воздушная армия и взаимодействовавшие с нею воздушные армии соседних фронтов выиграли борьбу за господство в воздухе.
После разгрома немецко-фашистских войск на Курской дуге 16-я воздушная армия поддерживала с воздуха войска Центрального фронта (позднее Белорусского и 1-го Белорусского фронтов) в летне-осенней и зимней кампаниях 1943-1944 гг. на конотопско-киевском, черниговско-мозыръском и гомельско-бобруйском направлениях.
Летом 1944 года воздушная армия, выросшая за два года более чем в 10 раз, в тесном взаимодействии с сухопутными войсками вела активные боевые действия по разгрому гитлеровцев в наступательных операциях на территории Белоруссии и восточных районов Польши, прочно удерживая за собой господство в воздухе.
В январе - феврале 1945 года воздушная армия участвовала в наступлении войск 1-го Белорусского фронта, оказав огромную поддержку им в окружении и уничтожении вражеских войск в боях на пути от Вислы до Одера на варшавско-кюстринском направлении. Затем воздушная армия содействовала войскам фронта, громившим восточно-померанскую группировку противника.
И наконец, получив усиление из резерва Главного Командования (РГК), 16-я воздушная армия силами около 30 авиадивизий (свыше 3000 боевых самолетов) в составе войск 1-го Белорусского фронта во взаимодействии с воздушными армиями соседних фронтов участвовала в завершающей битве - Берлинской операции, закончившейся окончательным разгромом гитлеровской Германии.