1945年4月9日在柯尼斯堡上空的伊尔-2强击机群
1945年4月6日，苏军发起柯尼斯堡战役。作为东普鲁士战役的组成部分，苏军战役企图是从南北两面，向柯尼斯堡（1946年7月4日起改名加里宁格勒）同时实施向心突击，以围歼德军集团。苏军白俄罗斯第3方面军以第43 、第50和第39集团军和近卫第11集团军的基本兵力，集中于各狭窄突破地段。为了牵制德军泽姆兰集团，计划从柯尼斯堡以北地域向皮劳（1946年起改名波罗的斯克）实施辅助突击。
德军统帅部使柯尼斯堡在完全孤立的条件下做好了长期防御的准备。市内有地下工厂、兵工厂和仓库。要塞的防御体系，由外层防御围郭（在1月份几次战斗中已被苏军突破）和三道阵地组成。第一道阵地距市中心6—8公里，包括2—7条有交通壕的堑壕和大量防坦克障碍物、15个旧堡垒及其他防御工事。第二道阵地构筑于市郊，由适于防御的砖石建筑物、设置于交叉路口的街垒以及永备发射点和布雷地段组成。第三道阵地沿旧城界构筑，依托9个老式堡垒。守卫柯尼斯堡的有4个步兵师、若干国民冲锋队独立团和独立营。
柯尼斯堡进攻战役
从苏军的角度来说，认为尽管德军要塞防御工事完善，配备齐全，但仍存在缺点。首先，筑垒地域的堡垒（还是在第一次世界大战前修筑的）做为坚固的防御工事已失去意义，只能做为生动力量的掩体。堡垒顶上的暴露发射点很容易被炮兵火力所压制。堡垒内的守备部队外部发射点的火力支援，因此被迫隐蔽在堡垒的内部工事内，失去了行动自由，会被进攻部队封锁。各堡垒的间隙地得不到纵深内步兵火力和炮兵火力的充分保障。在苏军进攻前，德军防御前沿上和纵深内大部分堑壕与交通壕都灌满了水，虽可起到一定的阻碍苏军坦克行动作用，但确使德军无法配置强大的步兵机动部队来掩护堡垒。
不过尽管如此，这些堡垒还是给苏军的进攻造成了不小的麻烦。在巴格拉米扬的回忆录中提到德军15座老式但非常坚固的堡垒中，5号和5号甲堡垒尤为突出。回忆录中这样写道：“。。后来我们用最强有力地重炮，口径203-280毫米对5号和5号甲堡垒各发射了500-600发炮弹，但一直未能把它们摧毁。。。”
德军柯尼斯堡主要堡垒位置图
在这场战役中，远程航空兵起到了巨大的作用。3月，苏联空军司令诺维科夫来到方面军司令部，亲自负责协调3个空军集团军（空军第1、3和18集团军）的行动，为苏军地面部队的进攻提供有力保障。苏军空军的3个集团军加上波罗的海舰队航空兵以及最高统帅部预备队的2个航空兵军（近卫轰炸航空兵第5军与轰炸航空兵第5军），共有飞机2444架（歼击机830架、强击机470架、轰炸机1124架、鱼雷轰炸机20架）。
苏军计划为实施强攻进行2天的航空火力准备，以摧毁德军的堡垒和主要防御设施，消灭敌机场和航空兵。规定2昼夜出动5316架次，投弹2690吨。在进攻第一天，应该出动406架重型轰炸机在133架歼击机掩护下对德军阵地实施第一波次攻击，预订在进攻第一天出动4124架次。
强攻开始前的4月4日，远程航空兵首次出动轰炸城市，但只有15架飞机飞到目标上空并投掷炸弹，其余25架飞机则迷失了航向，没有完成任务。而出动的主力则是2个波-2轻型轰炸航空兵师，共出动了657架次，虽然架次不少，但每架“夜间轰炸机”只能携带200公斤炸弹升空，因而只是起了袭扰作用。
伊尔-4轰炸机群
在强攻的第一天4月6日，由于天气原因，轰炸航空兵仅出动了85架次，而不是原来计划的1218架次。而整个航空兵在当天只出动了1000多架次，而不是原先计划的4124架次。
4月7日，天气明显好转，太阳普照着战火中的城市。上午10时，苏军先后派出空军第1、3集团军和近卫轰炸航空兵第5军的246架轰炸机对德军进行了3次猛烈突击。为了最大限度地增强空中突击，诺维科夫决定采取果敢行动。下午13时10分，苏军远程航空兵出动所属514架轰炸机（330架伊尔-4、110架伊尔-2、58架B-25和16架叶尔-2 2АЧ-30Б）以及118架强击机在232架歼击机掩护下，实施了卫国战争期间最大规模昼间空中打击，这是空军第18集团军战争期间首次昼间行动。共投弹3743枚550吨，有效摧毁了德军的防御工事。夜晚，远程航空兵的轰炸机与前线航空兵的乌-2、图-2等轰炸机整夜在市中心上空盘旋，在德军头上扔下了569吨炸弹。
苏军轰炸机群
苏军远程航空兵的重型轰炸机这次昼间出动，属于战争期间的首创。在巴格拉米扬元帅的回忆录中，详细提及了此事，摘录如下：“。。。10时，A.A.诺维科夫命令空军第1、3集团军和近卫轰炸航空兵第5军的246架轰炸机升空，对城市（指柯尼斯堡）和企图驰援柯尼斯堡守军的泽姆兰半岛的法西斯军队连续进行了3次猛烈突击。
为了最大限度地增强空中突击，A.A.诺维科夫决定采取果敢行动：派通常只在夜间使用的远程航空兵重型轰炸机升空。他打电话问A.E.戈洛瓦诺夫对这个问题的意见。空军主帅试图避免这样的冒险，推说重型轰炸机飞行员没有在昼间集团飞行的经验。此外，他还表示担心，重型和低速的伊尔-4飞机很容易成为法西斯歼击机的猎物。
‘您不要害怕嘛！’诺维科夫生气地说。‘我会派125架歼击机为你们的飞机护航，没有一架‘梅塞施密特’敢攻击它们。另外，还有二三百架强击机在歼击机的可靠掩护下不断出现在城市上空，它们将与炮兵配合，使敌人的高射炮兵连哼一声都不敢。。。’
苏联空军司令诺维科夫
戈洛瓦诺夫看来还想说几句表示怀疑的话，但空军司令员坚决地说：‘一句话，您的任务是清楚的，就是让集团军做好在13时整全建制升空的准备。至于突击目标，您和赫留金同志协商。然后报告准备情况。。。
空军司令员激动地在宽大的掩蔽部来回走了一阵子，当戈洛瓦诺夫报告准备就绪时，果断地挥了一下手：‘13时10分，集团军向柯尼斯堡进发！’然后，诺维科夫与空军第1、3集团军司令员打通了电话，命令他们立即让还留在机场的所有强击机和前线轰炸机升空，对敌歼击机所在机场和高射炮发射阵地实施密集突击。
远程航空兵司令戈洛瓦诺夫
诺维科夫随后到屋顶上去等候戈洛瓦诺夫的远程轰炸机出现。大约过了20分钟，从北面和东面的天空出现了缓缓接近城市的飞机。他们保持大致相同的间距，一架接一架飞过来。当第一批飞机向柯尼斯堡中心地区投弹后，在那里升起了被大火映照的黑色烟柱。这些烟柱不断扩大、扩大，直到遮蔽了整个城市。在不到一小时内，516架伊尔飞机投掷了3700枚炸弹，总重量达550吨。很多工事被摧毁，坦克、汽车和携带重装备的步兵分队已不可能在城市的街道上移动。敌人的防御阵地实际上已经被分割成几个互相隔绝的抵抗基点。。。”这一天，苏军航空兵共出动4700架次，投弹1600吨，消灭德军飞机50余架。
4月8日上午8时起，远程航空兵的轰炸机和前线航空兵的强击机、歼击机在德守军上空进行了2小时的“接力赛”。10时，苏军各集团军在炮火准备结束后恢复了总进攻。当晚，远程航空兵的轰炸机群与前线航空兵的强击机和歼击机在柯尼斯堡以西对德军实施反突击的几个师进行了毁灭性的打击。航空炸弹的爆炸声、航炮的射击声和火箭弹飞翔的呼啸声昼夜未停。4月9日晨，苏军强大的炮兵火力和近1500架飞机对残存的德军抵抗枢纽部进行了密集突击，苏军近卫第11集团军对市中心德军发起冲击并在当晚21时攻克该要塞。该兵种的参战，有效地配合了白俄罗斯第3方面军突破德军外环和内环防御战，并在3天时间内攻克了柯尼斯堡。
飞行中的伊尔-4轰炸机