В войсковой ПВО формировались зенитно-артиллерийские дивизии четырёхполкового состава: три полка зенитной артиллерии малого калибра (37-мм орудия) и один полк зенитной артиллерии среднего калибра – 85-мм пушки.
Зенитно-артиллерийские дивизии ПВО страны состояли, в основном, из полков среднего (85 мм) калибра. Все полки были пятибатарейного состава по четыре орудия в батарее.
Эта структурная реорганизация имела целью не только количественное увеличение огневых средств противовоздушной обороны войск и объектов. Тактически грамотное размещение позиционных районов зенитных артиллерийских и пулемётных подразделений обеспечивало двух четырёхэшелонное построение боевых порядков батарей и рот из состава каждой дивизии, а организованное взаимодействие огневых средств различных калибров создавало многослойную систему огня по высотам: пулемётные установки – от 10 до 2400 метров; 37-мм автоматические зенитные пушки – от 50 до 6500 метров, 85-мм зенитные орудия – от 100 до 10 250 метров. При этом эшелонированные боевые порядки зенитной артиллерии среднего калибра обеспечивали среднюю плотность огня 50-70 разрывов, а на наиболее ответственных направлениях – 80-100 разрывов снарядов на 1 км движения цели в пределах глубины полосы боевой ответственности зенитно-артиллерийских дивизий, полков и отдельных дивизионов. Огонь вёлся, в основном, по данным СОН-2 (станция орудийной наводки, вторая модель).
В непосредственном позиционном соприкосновении и огневом взаимодействии с соединениями и частями войсковой ПВО по решению Ставки находились силы и средства Ряжско-Тамбовского, Воронежско-Борисоглебского, Харьковского и Тульского дивизионных районов ПВО страны, на которые возлагалась боевая задача противовоздушной обороны железнодорожных магистралей и объектов тактического и оперативного значения. В их составе, повторим, находились 547 орудий среднего, 217 орудий малого калибра, 558 зенитных пулемётов и 125 зенитных прожекторов. Из них, как уже сказано, около 70% орудий среднего, 50% орудий малого калибра, 45% зенитных пулемётов и все прожекторные станции находились на обороне железнодорожных узлов, станций и мостов. Значительная часть зенитных средств была выделена в состав маневренных групп для временного прикрытия станций погрузки и выгрузки войск. Эти группы скрытно, ночью, по разработанному заранее плану, графику, перемещались от объекта к объекту прикрытия.
Противовоздушная оборона эшелонов на перегонах осуществлялась группами, которые состояли из зенитных пулемётных и пушечных взводов, выделенных из состава соединений и частей дивизионных районов ПВО территории страны. Более мощные группы для прикрытия эшелонов с особо важными грузами включали в свой состав зенитные бронепоезда, которых в районе Курска было около 40 единиц. Они, кроме того, усиливали прикрытие больших войсковых колонн на марше, осуществляли внезапно огневое воздействие по авиации противника из засад.
Сказанное свидетельствует о том, что преднамеренная оборона перед началом Курской битвы была организована и осуществлена не только как противотанковая, но и как противосамолётная.
Как уже было сказано, в штатном составе названных дивизионных районов ПВО страны находились четыре истребительные авиационные дивизии ПВО (36, 101, 125 и 310-я) с общей численностью до 208 боевых самолётов. Было организовано четкое их взаимодействие с фронтовой истребительной авиацией ВВС, составлявшей первый эшелон непосредственно у линии фронта (2 и 16-я ВА ВВС). Большой вклад в практическую реализацию взаимодействия внесли лётчики полков, передислоцированных в состав 2-й и 16-й воздушных армий из 6-го истребительного авиационного корпуса Московского фронта ПВО.
Все лётчики этих полков были обстрелянные воздушные бойцы, имевшие большой опыт ведения боя во взаимодействии как с фронтовой авиацией, так и с наземными огневыми средствами ПВО. Обладали они и хорошими навыками ведения воздушной разведки и бомбоштурмовых действий по наземному противнику. Типичным воздушным боем, который применяли наши лётчики, стал такой, когда истребители производили всей группой атаку плотного боевого порядка бомбардировщиков, достигая тем самым его нарушения и созданием возможности дальнейших атак на отдельные бомбардировщики и их небольшие группы.
Так, 233-й иап под командованием майора В.В. Кравцова на новейших по тому времени истребителях Як-7б с 27 мая по 14 августа 1943 г. уничтожил 79 самолётов противника, потеряв лишь 12 своих.
В тесном взаимодействии с 233-м иап сражался 171-й Тульский иап подполковника С.И. Орляхина, летавший на самолётах Ла-5. 13 августа 1943 г., прикрывая наши танки и мотопехоту, 12 самолётов полка с первой атаки сбили 4 самолёта врага, а за 15 минут боя уничтожили 13 машин противника, не понеся потерь. За день полк произвел 52 боевых вылета и сбил 31 вражеский самолёт.
Так же мастерски сражались лётчики 176-го истребительного авиационного полка, который, главным образом, обеспечивал боевые действия бомбардировочной и штурмовой авиации. В июле и августе лётчики полка уничтожили 30 самолётов врага.
27-й иап, прикрывавший действия наших войск в полосе Прохоровка, Стрелецкое, Бутово, Дмитриевка, Васильевка, Кочетовка, с 5 по 18 июля в воздушных боях уничтожил 55 фашистских самолётов. В этих боях отличился лейтенант Н.Д. Гулаев, ни разу не уклонившийся от схватки с численно превосходящим противником. Уже в первом бою под Белгородом Гулаев сбил два «Юнкерса-87», один из них – таранным ударом. Когда его боевой счёт вырос до 27 самолётов, ему было присвоено звание Героя Советского Союза.
Не менее самоотверженно сражались и зенитчики. Личный состав 3-й батареи 1693 зенитно-артиллерийского полка, которой командовал старший лейтенант И.П. Сорокин, уже имел на боевом счету 5 самолётов, сбитых на подступах к Москве. 7 июня 1943 г., заняв позицию под Курском, в первом же бою батарея уничтожила еще 2 самолёта, заставив фашистских лётчиков отказаться от выполнения своей боевой задачи. А в целом в боях на Курской дуге и за Днепр зенитчики батареи уничтожили 20 вражеских самолётов. Все солдаты, сержанты и офицеры батареи удостоились правительственных наград, а их командиру Ивану Петровичу Сорокину присвоено звание Героя Советского Союза.
Это – наиболее яркое достижение артиллеристов-зенитчиков, но в Курском сражении отличились десятки батарей, на счету которых имелись от нескольких до десятка сбитых целей. Следует добавить, что многие батареи уничтожили немало танков и живой силы врага.
Всё это говорит о том, что многочисленные бои, которые вели на земле и в воздухе соединения, части и подразделения противовоздушной обороны на различных участках Курской дуги, в значительной мере способствовали срыву замыслов германского верховного главнокомандования в период подготовки и проведения операции «Цитадель».
А замыслы эти заключались в следующем: задолго до начала операции организовать разведку рокадных железнодорожных магистралей Брянского, Степного и Юго-Западного фронтов по направлениям Узловая, Елец, Старый Оскол, Валуйки и Ряжск, Грязи, Воронеж, Миллерово; наносить систематические бомбовые удары по направленным к передовой коммуникациям Ряжск – Сухиничи и Грязи – Верховое Брянского фронта, а главным образом – по магистрали Воронеж - Касторное – Курск, единственной, обеспечивавшей снабжение всем необходимым Степного, Центрального и Воронежского фронтов. Разрушение этих магистралей должно было существенно облегчить подготовку и проведение стратегической наступательной операции, а вместе с ней и всей спланированной кампании на лето 1943 года.
С 1 марта 1943 года немецко-фашистская авиация начала систематические бомбардировки коммуникаций Брянского и Юго-Западного фронтов. Основными объектами ударов были железнодорожные узлы Лиски, Валуйки, Касторное и мост через Дон у станции Лиски - единственный путепровод на этом участке дороги. Однако эти удары имели незначительные успехи, а потери авиация люфтваффе несла большие.
В конце апреля и в начале мая основные усилия авиации гитлеровцы направили на разрушение Курска и железнодорожной магистрали Курск – Касторное. Однако отдельные, даже частые налёты небольшими группами самолётов желаемого успеха не приносили: нанесенные бомбардировками разрушения быстро ликвидировались, существенно не нарушая функционирования коммуникаций и узловых пунктов. Поэтому, напомним, 22 мая и, особенно, 2-го июня 1943 года фашисты осуществили массированные налёты, произведя в эти дни 1044 самолётополётов. Самыми напряжёнными были налёты днём 2 июня в составе 543 самолётов (424 бомбардировщика и 119 истребителей) и в ночь на 3 июня в составе более 300 самолётов. Это было одно из наиболее крупных воздушных сражений за всё время Великой Отечественной войны. Борьба с вражеской авиацией в общей сложности длилась 23 часа и закончилась большими для неё потерями: гитлеровцы потеряли 162 самолёта, в том числе 114 от атак истребителей и 48 – от огня зенитной артиллерии. В то же время уже через 12 часов Курск как железнодорожный узел и подходящая к нему магистраль возобновили свою работу.
