В ночь на 28 сентября на различные цели вокруг Москвы было сброшено 44 фугасные бомбы. Наиболее серьезно пострадал завод наркомата боеприпасов в Загорском районе, в который попало 8 бомб крупного калибра. В результате предприятие получило сильные повреждения и частично сгорело, погибли и были ранены десятки рабочих.
28 сентября 6-й иак выполнил 302 вылета. Младший лейтенант Г.К. Старцев из 171-го иап в районе станции Скуратове своим И-16 таранил в правую плоскость вражеский самолет, а сам выпрыгнул на парашюте. Не-111Н-6 W.Nr. 4441 «6N+FH» из 1-й эскадрильи KGr.100 «Викинг» дотянул до своей территории и разбился во время аварийной посадки. При этом один член экипажа погиб, а пилот и штурман получили травмы.
В последние дни сентября в Подмосковье по-прежнему стояла холодная погода. Утром в низинах и лощинах стояли густые туманы, а днем небо было затянуто облаками. Временами моросил дождь, переходящий в снег. Тем не менее авиация действовала довольно интенсивно. 29-го числа было выполнено 18 вылетов, а на следующий день – 70. Правда, люфтваффе особой активности не проявляли. 30 сентября первый воздушный бой провел недавно сформированный 564-й иап. Лейтенант Романенко в районе Гжатска сбил «под облаками» одиночный Ju-88 (не подтверждается). Во время полета на рекогносцировку местности пропал без вести командир 233-го иап майор Кузьменко.
В ночь на 30 сентября зенитчики в условиях сильной облачности и нулевой видимости вновь «отбивали» налет на Москву, израсходовав 540 снарядов. По немецким данным, торпедоносец Не-111Н-5 W.Nr. 3680 «1T+LL» из 3-й эскадрильи KG28 получил прямое попадание в мотор и совершил вынужденную посадку на советской территории. Два члена его экипажа погибли, а пилот и бортрадист попали в плен.
Тем временем после долгого полуторамесячного затишья на Западном фронте в воздухе снова запахло жареным. 25 сентября штаб ЗФ направил донесение Сталину: «Немцы перебросили на смоленское направление с Ленинградского и Южного фронтов до 300 одномоторных, двухмоторных истребителей и 90 пикирующих бомбардировщиков». Через два дня командующий Западным фронтом генерал-полковник Иван Конев предупредил командующих армиями, что в ближайшее время возможен переход немцев в наступление. В тот же день Ставка приказала «на всех участках фронта перейти к жесткой, упорной обороне, при этом ведя активную разведку сил противника и лишь в случае необходимости предпринимая частные наступательные операции для улучшения своих позиций». Между тем в составе ВВС ЗФ к концу сентября имелось всего 106 боеготовых истребителей и 63 бомбардировщика. Получалось, что в случае начала боев за Москву основная нагрузка ляжет на 6-й иак ПВО, который по состоянию на 1 октября располагал 444 истребителями, из которых свыше 300 находились в исправном состоянии.
В конце сентября