На пятый день войны 26 июня 207-й ДБАП получил приказ атаковать звеньями мотомехчасти врага, двигавшиеся по шоссе Молодечно — Радомковичи. К этому времени в полку осталось считанное количество исправных бомбардировщиков, которые немедленно подготовили к вылету. Приблизительно в 10 часов первым взлетело звено капитана А. Маслова, а через час в воздух поднялись Гастелло и его ведомые ст. лейтенант Ф. Воробьев и лейтенант А. Рыбас. Погода по-прежнему стояла прекрасная, и поэтому до Борисова самолеты шли на высоте около 3000 метров, а затем снизились, чтобы преждевременно не попасть в поле зрения противника. Длинную колонну немецких танков и прочей техники звено Гастелло обнаружило у деревни Декшняны, и там же находился заправочный пункт, где скопилось много автомобилей с цистернами. Первый заход со сбросом бомб оказался для немцев полностью неожиданным, зато во время второй атаки бомбардировщиков зенитная артиллерия открыла сильный огонь. О последующем трагическом событии рассказали вернувшиеся назад Воробьев и Рыбас.

Ведущий самолет Гастелло подвергся наиболее ожесточенному обстрелу и сразу получил несколько прямых попаданий. Уже при выходе из атаки за ним потянулась полоса дыма, а затем вспыхнул вытекающий из пробитых баков бензин. Экипаж Гастелло в это время находился примерно в 0,5–1 км от шоссе и имел возможность еще дотянуть до ближайшего леса и покинуть горящую машину с парашютами. Но вместо этого бомбардировщик стал разворачиваться обратно. Последнее, что отпечаталось в памяти Воробьева и Рыбаса, было то, как объятый пламенем ДБ-ЗФ экипажа Гастелло с желтой пятеркой на хвосте, стреляя из всех пулеметов, низко прошел над вражеской колонной и врезался в скопление бензоцистерн.

Вместе с Николаем Гастелло в этом бою погибли его штурман Анатолий Бурденюк, стрелки Григорий Скоробогатый и Алексей Калинин.

Анатолию Бурденюку в мае 1941 года исполнилось всего лишь 19 лет, и он во всем брал пример со своего командира. Часто бывал у Гастелло дома, где всегда встречал радушный прием.

Уроженец Черниговской области, Григорий Скоробогатый окончил перед войной авиационное училище и в 207-м ДБАП занимал штабную должность адъютанта эскадрильи. Веселый и хозяйственный, он безукоризненно справлялся со своей работой, однако тяготился тем, что за него воюют и гибнут другие. Поэтому постоянно просился в боевые вылеты. В экипаж Гастелло его временно включили вместо заболевшего накануне стрелка Елина.

Рослый и малоразговорчивый Алексей Калинин попал в авиацию по призыву из ненецкого национального округа. В одном из писем он так писал своим товарищам: «Моя мечта сбылась. Теперь я воздушный стрелок-радист. Летаю с опытными летчиками. В полетах бываю часто. Тренируюсь в искусстве меткой стрельбы и имею за успехи благодарности».

Когда в 80-е годы XX века началось разрушение Советского Союза, естественно, вначале стали подрываться его моральные устои, и в первую очередь были очернены те подвиги советских людей, которые превратились в символы мужества и патриотизма нашей Родины. К ним относятся подвиги Зои Космодемьянской, Александра Матросова, Николая Гастелло и героев-панфиловцев. Наряду с другими подвергся «разоблачению» и подвиг Николая Гастелло, поскольку его свидетелей уже давно не было в живых: Воробьев и Рыбас лишь ненадолго пережили своего командира и погибли уже в первый месяц войны. О том, что Гастелло являлся самым настоящим символом, лучше всего сказал его однополчанин Ф.Н. Орлов:

«В каждом полете мы чувствовали, что с нами незримо, но постоянно присутствует наш учитель и командир, что он во всем помогает и поддерживает нас. Погиб человек Гастелло, сын московского рабочего. А летчик Гастелло не погиб, он жив, он везде и всюду рядом, вместе с нами. Его имя стало символом нашей летной части, жгучей ненависти к врагу, символом подвига и презрения к смерти. За Николая Гастелло и других погибших в бою друзей и товарищей мы мстили, мстим и будем мстить стократно».

Наступлению группы армий «Юг» под командованием генерал-фельдмаршала Рундштедта в гитлеровском штабе придавалось особое значение, так как захват богатого промышленного и сельскохозяйственного района Украины значительно ослабил бы военную и экономическую мощь СССР. Перед началом Великой Отечественной войны в группу армий «Юг» входили 6-я, 17-я немецкие армии и 1-я танковая группа Клейста, развернутые на рубеже Влодав — Перемышль, а также 11-я немецкая армия, 3-я и 4-я румынские армии и венгерский корпус, размещенные вдоль рек Прут и Дунай. Для воздушной поддержки войск на этом направлении немцы планировали использовать силы 4-го воздушного флота люфтваффе, в частности бомбардировочные эскадры KG 51 (Ju 88), KG 54 (Ju 88), KG 55 (He 111), истребительную эскадру JG 3 (Bf 109F), 1-ю группу истребительной эскадры JG 53 (Bf 109), а также подразделения разведывательных, транспортных и связных самолетов.

С советской стороны прикрытие границы обеспечивали четыре армии Киевского военного округа. На правом фланге 170-км полосу от Влодавы до Крыстынополя занимала 5-я общевойсковая армия, в состав ВВС которой под командованием генерала Е.М. Николаенко входили 14-я смешанная авиационная дивизия и 62-я бомбардировочная авиадивизия. Львовское направление на участке протяженностью 165 км от Крыстынополя до Радымно прикрывала 6-я армия, включавшая в себя 15-ю и 16-ю смешанные авиадивизии. Однако штаб этих авиационных соединений все еще находился в процессе формирования, а командующий ВВС 6-й армии был назначен только 23 июня, и им стал генерал Ф.Я. Фалалеев. Южнее, на перемышльском направлении, в 130-км полосе занимала оборону 26-я армия, основу ВВС которой составляла 63-я ИАД и, наконец, на левом фланге располагалась 12-я общевойсковая армия, для поддержки которой выделили 64-ю авиационную дивизию, еще не полностью сформированную.

Всего основу ВВС Киевского военного округа составляли 32 авиационных полка, в том числе 17 истребительных полков, оснащенных самолетами И-153, И-16, МиГ-1/3 и Як-1, 11 бомбардировочных (Су-2, СБ, Ар-2, Пе-2 и Як-4), 2 штурмовых (И-15 бис и И-153) и 2 разведывательных (СБ, Як-2 и Як-4). Преобладающая часть этих сил входила в состав общевойсковых армий, а в непосредственном распоряжении командующего ВВС КОВО генерала Е.С. Птухина находилось только два истребительных полка 36-й ИАД, 4 ближнебомбардировочных полка, а также 315-й и 316-й разведывательные авиаполки. Армейская авиация округа располагала, кроме того, 13 отдельными корпусными эскадрильями с устаревшими самолетами и 1 санитарной эскадрильей.

В соответствии с планом «Барбаросса» главный удар силами 6-й и 17-й армий, а также 1-й танковой группы немецкая группа армий «Юг» нанесла в стык советских укрепрайонов по левому флангу 5-й армии и, частично, по правому флангу 6-й армии, т. е. там, где местность не была оборудована в инженерном отношении и не занималась войсками. Поэтому немцам удалось сравнительно легко прорвать фронт, и к вечеру 22 июня 1941 года, вводя в образовавшуюся брешь все новые и новые подкрепления, они продвинулись на 20 км в направлении Ровно.

Части люфтваффе бомбили советские аэродромы и в течение дня уничтожили 301 самолет, в том числе 95 сожгли на земле. Хотя по количеству боевых вылетов немцы уступали 22 июня ВВС Юго-Западного фронта, на основных направлениях они прочно удерживали господство в небе.

Аэродромная сеть советских ВВС на этом направлении состояла преимущественно из грунтовых аэродромов, размываемых в плохую погоду дождем и нередко располагавших взлетно-посадочными полосами недостаточной длины, особенно для действий бомбардировщиков с полной бомбовой нагрузкой. Зенитной артиллерией они почти не прикрывались и имели очень мало укрытий для самолетов. В предвоенное время средств на строительство укрытий не выделялось, но по указанию Птухина их все же строили, однако очень медленно и из подручных материалов. Уделял командующий ВВС внимание и реконструкции аэродромов, и, без сомнения, его заслугой являлось то, что самолеты в Киевском округе размещались на земле не так скученно, как, например, в Западном ОВО, поскольку, в соответствии с приказом Птухина, их рассредоточили поэскадрильно по границам аэродромов и по возможности замаскировали. Перед войной Птухин лично совершил несколько облетов аэродромов, проверяя их маскировку.