ВВС фронтов в воздушные армии. Решением ГКО началось формирование однотипных корпусов во всех родах авиации, в том числе с перевооружением на новую технику. Подготовленного лётного состава и, особенно, командиров среднего звена не хватало. Фалалеев обратился с предложением к командующему ВВС генерал-полковнику авиации А.А. Новикову с предложением о формировании в бомбардировочной и штурмовой авиации смешанных корпусов: две – три дивизии бомбардировщиков или штурмовиков и одну истребителей. В октябре 1942 года генерал-лейтенанта авиации Ф.Я. Фалалеева назначают начальником штаба, членом Военного Совета и заместителем командующего ВВС Красной армии. Будучи одним из руководителей управления ВВС, в условиях ожесточённых боёв под Сталинградом и на Кавказе, он все свои силы направляет на организацию эффективных действий авиации, чёткую и слаженную работу штаба и служб ВВС. Активно участвует в создании авиационных резервов Ставки ВГК и организации воздушных армий. По поручению Советского правительства в ноябре 1942 года Фёдор Яковлевич провёл переговоры с руководителем военной миссии «Свободной Франции» по авиации генералом Э. Пети и подписал соглашение о формировании на территории СССР французской авиаэскадрильи «Нормандия», которая впоследствии была преобразована в полк «Нормандия-Неман» и вписала славную страницу в историю борьбы с фашистской авиацией на советско-германском фронте и в развитии советско-французской дружбы. С 1943 года и до конца войны французские лётчики на советских истребителях: Як-3, Як-7 и Як-9 вносили свой вклад в общую победу над фашизмом в рядах Красной армии. Такая напряжённая работа на износ не могла не сказаться на здоровье Ф.Я. Фалалеева и вскоре после присвоения ему звания генерал-полковника авиации (17 марта 1943 года), он выбыл из строя из-за инфаркта. После лечения в июне 1943 года Фёдор Яковлевич приступил к исполнению служебных обязанностей. В его обязанности входило: взаимодействие с руководством авиационной промышленности, корректировка заказов и приёмка новых образцов авиационной техники и вооружения. Так, летом 1943 года после успешного испытания на Курской дуге в массовом порядке стали применяться противотанковые авиационные бомбы (ПТАБ) поражавшие танки противника за счёт кумулятивного действия. Приходилось доказывать на самом высоком уровне целесообразность тех или иных решений по новой технике. Только благодаря обоснованным рекомендациям Ф.Я. Фалалеева были введены ограничения на калибры авиационных пушек в 20 и 23 мм, хотя некоторые конструктора предлагали увеличить калибр до 45 и 76 мм, что привело бы к значительному уменьшению вероятности попадания в цель. В качестве представителя Ставки ВГК по авиации Ф.Я. Фалалеев координировал действия советской авиации в Сталинградской битве (правый фланг Юго-Западного и Воронежского фронтов), при освобождении Донбасса и Левобережной Украины (Южный и Юго-Западный фронты), в операции по освобождению Крыма, в Белорусской операции («Багратион»)
