1941年，蘇聯的航空軍隊擁有著驚人的19500架飛行器，構成了世界上最為龐大的空中力量。類似蘇聯武裝力量的大多數部隊，紅軍空軍在蘇德戰爭爆發前數年正經歷裝備升級和規模擴充的階段。駐紮在西部若干軍區的空軍力量（1941年6月約有7100架飛機，占蘇聯空軍編制的35%左右）正經歷著大規模改編和人員再培訓。自1941年起，空軍高層努力強化其力量，著力組建106個新航空兵團，然而戰爭爆發前，他們只建成了19個航空兵團，其中13個是遠程轟炸航空兵團。數百個機場正在興建或翻新（包括1941年4月到7月期間共有164個機場），這些機場大多位於前沿地區（如波蘭東部），很容易成為德國空軍攻擊的目標。然而，這項工作未能在1941年6月前完全完成，這常常導致剛剛擴充的空軍部隊被迫停留在擁擠的簡易跑道上或尚未完工的機場上，分散和偽裝的工作也不如人意。如果說德國武器質量優勢的神話在某個領域一點也沒有誇大的話，那只能說是在作戰飛行器領域了。
1941年6月，蘇聯空軍擁有的大多數可用戰機都是過時的機型，包括波利卡爾波夫的伊-15（雙翼飛機）、伊-16「拉塔」殲擊機，以及DB-3、SB-2中型轟炸機。這些機型中的大多數，德國空軍飛行員在20世紀30年代後期的西班牙內戰中已經遇到過。除了明顯的無線電設備短缺，蘇聯空軍的訓練和操作標準也遠遠落後於德國空軍。隨著戰爭陰影籠罩，蘇聯政府在1939-1940年批准了生產和裝備新一代戰機的計劃，包括雅克-1、拉格-3、米格-3殲擊機，佩-2、佩-8轟炸機和伊爾-2強擊機。這些新型飛機中的大多數「在技術上優於德國同類型號」。戰爭爆發前，德國空軍的情報評估和識別手冊幾乎未收錄蘇聯這些新式戰機。伊爾-2「斯圖莫維克」是一款設計優秀、結構堅固的強擊機，對德軍地面部隊造成了無法計數的破壞。然而，這些新機型剛剛開始裝備於蘇聯空軍，1941年6月，紅軍空軍80%的戰機依然是較老、基本過時的型號。若論紅空軍的一線戰機大多性能不佳，那麼他們的戰術理念和機組人員的訓練就更為糟糕。1936年版野戰條令規定，空軍的任務僅限於為地面部隊提供空中火力支援。30年代末，蘇聯取消了三個戰略空軍集團軍的編制，並停止了TB-7四引擎轟炸機的生產，這在很大程度上放棄了戰略轟炸任務。和大多數戰機一樣，蘇聯空軍的空戰戰術也已經過時，這種戰術過于謹慎、缺乏靈活性，不允許發揮個人主動性。由於在裝備、組織和訓練方面存在明顯不足，蘇聯殲擊機飛行員肩負沉重壓力，面對德國同行時表現出強烈的自卑感，他們經常迴避交戰，甚至遇到僅配備輕型防禦武器、密集編隊飛行且沒有護航的Ju-52運輸機時也會迅速撤離。然而，很難將這種行為簡單歸咎於怯懦。畢竟，許多殲擊機飛行員在投身戰爭前根本未接受充分訓練。而為了獲得駕駛新型戰機資格，飛行員接受的過渡訓練進展緩慢，因為蘇聯空軍指揮官擔心訓練事故可能會導致他們被指責為「破壞者」並遭到逮捕。因此，當德國空軍突然發動襲擊時，前線的許多蘇軍殲擊機飛行員在新型戰機上的飛行時間僅為4小時。