了解到中国东南沿海地区的严峻形势，巴基斯基部队这次调动采取了临战非常措施，空中梯队在转场过程中随时做好战斗准备，地面梯队则要求随到随展开随参战。3月13日，米格-15飞行团第一梯队到达徐州机场时，突然遭遇国民党P-51战斗机的空袭，苏军米格战机立即起飞迎战，当即将其击落。次日国民党空军又派一架B-25轰炸机临空侦察情况，苏军飞机又起飞予以迎击，将其击伤后迫使其降落在徐州东大湖车站附近，除一名射击员在空中被击毙外，国民党空军分队长孙希文上尉等6名机组人员全被俘获。
3月20日，巴基斯基部队歼击机团先遣队刚到上海，立即领受了随时起飞作战的任务。23日国民党飞机入侵上海，苏军战机迅即起飞，将正在轰炸扫射的一架P-51飞机击落，首战告捷。
4月1日，上海防空司令部于淮海中路1189号建立起了人民解放军第一个要地防空合成指挥所。至此，上海完成了有诸军兵种参加的现代化要地防空配系——空中设防。
上海空中设防后，苏军巴基斯基防空集团与人民解放军地面高炮部队密切配合，在保卫上海的防空作战任务中连续取得了重大战绩。4月2日国民党空军派出两架P-51型战斗攻击机袭扰上海市区，轰炸扫射。苏军歼击机立即起飞迎战，在追击过程中精确攻击，将其中一架击落于杭州湾海中，又将另一架击成重伤，坠毁于浙东四明山区。4月18日国民党P-38飞机两架从海上进入上海地区，长机未及投弹即被击落于横沙，飞行员王宝翔毙命。僚机亦被击伤，机身冒烟发动机起火，最后坠落于国民党空军岱山机场海边，飞行员李长泰跳伞落于岱山岛以西海面。两次空战连续击落4架国民党飞机后，引起了国民党军将领的震惊，他们难以想象共军怎么一下具备了先进的空军和防空装备。因此，国民党空军一改以白天轰炸为主的空袭方式，转为夜间偷袭。<small>[30]</small>
5月11日21时国民党空军B-24轰炸机四架，分三批携带重磅炸弹企图乘黑夜轰炸上海，被地面雷达发现之后，上海的防空部队全部进入一等战斗准备，严阵以待。第一批飞机遭到防空部队高射炮射击，掉头逃跑，当第二批的一架飞机刚进入上海市区，就被苏军探照灯照中和不间断地跟踪。苏军拉-11战机起飞迎战，地面高射炮紧密协同，交替轮番射击，一架轰炸机被击中，坠落于浦东塘桥，机组人员全部丧命。另一架B-24飞机未进入上海境内即仓促投弹，然后调头逃