В штабе работали высококвалифицированные офицеры, в свое время летавшие на боевых самолетах и в большинстве окончившие командный или штурманский факультеты воздушной академии: И.П. Потапов, В.И. Артемьев, В.П. Пошехонцев, А.Я. Ольшвангер, И.М. Кузьмин, Е.С. Чалик, А.М. Власов, В.А. Дмитриев. Работа в штабе строилась по операционным направлениям, на каждом из которых работали один-два офицера. Они вели карты оперативной обстановки ВВС нескольких военных округов, изучали вероятного противника, учитывали и анализировали его боевой состав и аэродромную сеть, поддерживали постоянную связь со штабами ВВС военных округов, готовили проекты распоряжений и приказов в войска и донесения в Генеральный штаб, контролировали выполнение мероприятий по реорганизации и перевооружению ВВС, инспектировали авиационные части.
После оккупации нацистами Польши и Франции обстановка на наших западных границах становилась напряженной. Немцы все чаще и чаще стали нарушать воздушные границы СССР. Немецко-фашистское командование с 1 января по 22 июня 1941 года, ведя разведку, нарушало воздушную границу СССР и проникало в отдельных случаях в глубь нашей территории до 300–350 км. Был ряд случаев, когда советские истребители перехватывали немецкие разведывательные самолеты и вынуждали их к посадке. Применять пулеметный огонь по самолетам-нарушителям нашим истребителям Советским командованием было тогда запрещено. После вынужденной посадки в кабинах немецких самолетов нередко происходили автоматические взрывы. Такой случай произошел, например, 15 апреля 1941 года в районе Ровно, когда советский истребитель перехватил разведывательный самолет Ju 86 и вынудил его к посадке. Когда немецкие летчики отбежали от самолета, раздались два взрыва. Самолет загорелся, но его удалось потушить. На самолете было обнаружено три фотоаппарата, из которых уцелел только один. На фотопленке были зафиксированы железнодорожные узлы на участке Киев-Коростень.
Иногда немецкие самолеты-нарушители на требования наших истребителей-перехватчиков идти на посадку открывали по ним огонь и уходили за пределы нашей территории.
В центральном аппарате ВВС шло ускоренное укомплектование ведущих управлений и основных отделов штаба ВВС офицерами-летчиками, штурманами и инженерами, окончившими военные академии. Штаб ВВС и его оперативный отдел разрабатывали директивы и приказы войскам по вопросам оперативной и боевой подготовки. С участием штаба ВВС завершалась и подготовка всех авиационных уставов и наставлений, а также проекта Полевого устава 1941 года. Известно, что еще в январе 1940-го приказами народного комиссара обороны СССР были введены в действие боевые уставы бомбардировочной (БУБА-40) и истребительной авиации (БУИА-40), которыми руководствовались