По воспоминаниям командира первой эскадрильи В. И. Хомякова, в четыре дня боев было два случая, когда Степан Павлович Супрун в одиночку вел бой с шестью и четырьмя немецкими истребителями. Первый раз 15 МиГов шло сопровождать три девятки двухмоторных бомбардировщиков СБ, Степан Павлович, уйдя вперед, попал в окружение шести Ме-109. Второй раз, также вылетев на сопровождение бомбардировщиков, Супрун оказался среди четверки «мессершмиттов». В обоих случаях Супрун был уверен в себе.

— Собьют ведь, товарищ подполковник! — сказал ему на аэродроме Валентин Иванович Хомяков.

— Нет, меня не собьют! Видишь, второй раз веду бой с численно превосходящим противником, и оба раза немцы ничего со мной не смогли сделать, — отвечал Супрун.

Уверенность Супруна в своем мастерстве и новом советском самолете МиГ-3 казалась кое-кому чрезмерной.

Он лично летал в разведку, каждый раз подымался со своими летчиками в небо, ведя их на сопровождение бомбардировщиков или в схватку с фашистскими истребителями.

3 июля полк Супруна разбомбил две переправы на Березине, взорвал железнодорожный мост, разбил много вражеской техники, в этот же день эскадрильи сделали еще налет на большой немецкий аэродром, где сожгли 17 самолетов, склады с горючим и боеприпасами.

Утром 4 июля 1941 года Супрун в паре с лейтенантом Остаповым вылетел в разведку, затем дважды слетал на сопровождение бомбардировщиков. Перед четвертым вылетом подполковник Супрун подошел к инженерам эскадрильи Николаю Степановичу Павлову и Андрею Арсентьевичу Манучарову, пожал плечами и сокрушенно произнес:

— Ребята, я сегодня себя не узнаю. Вот уже вылетаю четвертый раз, а пока не сбил ни одного самолета противника.

После полудня он вновь вылетел сопровождать бомбардировщики. Затем в паре с лейтенантом Остаповым полетел на разведку боевой обстановки. Остапов заметил в небе немецкий самолет «кондор», погнался за ним и был сам сбит. Он вернулся в полк через сутки. А Супрун в разрыве облаков встретил немецкий бомбардировщик «Фокке-Вульф-200». Не разглядев из-за налетающих клочьев облаков сопровождающих истребителей, Супрун кинулся в атаку, сделал разворот влево, открыл свою грудь и был ранен пулей стрелка. С истребителя такого ранения он получить не мог! Тут же подоспели «мессершмитты». Фашисты сразу почувствовали, что имеют дело с советским асом. МиГ атаковал и поджег один немецкий самолет. Но тут и МиГ загорелся от вражеского снаряда. Напрягая силы и волю, Супрун повел свой самолет к поляне у леса и сумел посадить его, однако в последний момент взорвались баки с остатками горючего и боеприпасы. Сопровождавшие горящий самолет три «мессера», убедившись, что он объят пламенем, взмыли вверх. Но фашист, который шел сзади МиГа, дал еще очередь в затылок Супруну.

Бронеспинка, найденная на месте посадки Супруна, хранится в музее города Сумы. Следы пулевых вмятин говорят, что этой очередью немцу не удалось прошить тело Степана.

3 июля он вместе со всем личным составом двух эскадрилий слушал в лесу возле аэродрома радио — выступал Председатель Государственного Комитета Обороны, и в речи были такие слова: «Нужно немедленно предавать суду военного трибунала всех тех, кто своим паникерством и трусостью мешает делу обороны, не взирая на лица».

Были в первые дни войны случаи малодушия, растерянности. Иные командиры ждали указаний сверху, приказов, боялись риска. Степан Супрун лучше других летчиков своего полка знал о сложившейся обстановке на фронте, он с первого момента, как узнал о начале войны, был инициативен и решителен. Он учил летчиков мастерству, самоотверженности. Проведя бой с «мессершмиттами», сбив фашиста, вечером уже разъяснял летчикам, что немцы оценили недостатки советских МиГов. Наши самолеты маломаневренны на низких высотах, но зато они имеют преимущества перед фашистскими на больших высотах, обладают большей скоростью. Поэтому Степан Павлович призывал использовать скорость МиГов, заманивать фашистов вверх, чтобы, ловко сманеврировав, атаковать и уничтожить врага. Супрун применил эти истребители для штурма переправ, он ориентировал полк на борьбу за одиночными низко летящими немецкими стервятниками, ввел в полку строгий порядок — летчики каждую минуту были готовы к вылету по боевой тревоге.

О том, какое впечатление произвела советская авиация на немецкие войска, можно судить по признанию командующего немецкой танковой группой Гудериана; в своем донесении от 4 июля 1941 года он сообщал: «Полк дивизии, занимавшей оборону севернее Борисова, понес большие потери от авиации противника».

А. И. Еременко в книге «В начале войны» вспоминает об этих днях: «До этого времени авиация противника, почти не встречая в воздухе наших самолетов, действовала на широком фронте небольшими группами. Мы же использовали свою немногочисленную авиацию массированно и поэтому имели успех. Эти двухдневные бои имели немаловажное значение для решения дальнейших задач. Врагу был нанесен на этом участке фронта первый серьезный удар с воздуха. Наши летчики воспрянули духом: они поняли, что неприятеля надо побеждать мастерством и высокой организованностью. Воодушевилась и пехота, так как весть о нанесении немцам потерь в воздухе передавалась из уст в уста».

Записка командира 23-й авиадивизии, в состав которой входил 401-й полк особого назначения, подполковника В. Е. Нестерцева о представлении Супруна к правительственной награде гласит: «Во главе группы скоростных истребителей МиГ-3 громил фашистских извергов и показал себя бесстрашным командиром; возглавляя группу, Супрун сразу отбил охоту стервятников ходить на низкой высоте, что безусловно заслуживает звания дважды Героя Советского Союза».. .

У каждого из шести добровольческих полков, созданных в НИИ ВВС по предложению Супруна, была своя боевая биография. За четыре дня боев полк Супруна сбил 12 фашистских самолетов, а за три месяца войны — уже под командованием Константина Константиновича Коккинаки, ныне Героя Советского Союза, лауреата Ленинской премии, — 54 немецких самолета.

Полк 402-й за годы войны уничтожил сотни фашистских стервятников, тысячи солдат, офицеров, лошадей, барж, катеров и вагонов...

Штурмовой авиаполк Илов (Н. И. Малышева) поджигал и разметывал на переправах колонны машин и танков, калечил бомбами и реактивными снарядами немецкие аэродромы, самолеты на них; отдельная эскадрилья, созданная в полку к 6 августа, фотографировала группировки немецких войск, аэродромы, выявляя тайны гитлеровского командования в районе Смоленска перед броском на Москву.

Бомбардировочный 332-й авиаполк (В. И. Лебедева), получив воздушные корабли ТБ-7, оборудовал их дизельными двигателями к 29 июля. В ночь на 11 августа десять тяжелогруженых машин (одиннадцатый упал близ аэродрома: у него отказали сразу два двигателя) пошли в темноту, пролетели над всей территорией, занятой гитлеровскими войсками, и бомбили столицу «третьего рейха» — Берлин. Бомбовый удар этот вошел в историю Отечественной войны, а возвращение кораблей назад было полно трагизма и приключений...

Особый полк пикирующих бомбардировщиков (А. И. Кабанова) 3 июля включился в боевые действия на Западном фронте на подступах немецких войск к Москве.

Многие соратники Степана Супруна прославили себя в боях, имена его друзей вошли в историю Великой Отечественной войны: Дмитрий Калараш, Григорий Кравченко, Александр Покрышкин, Константин Коккинаки... Действия летчиков-испытателей на фронте, их опыт дали много полезного по разработке тактики ведения воздушного боя, применению новейших самолетов. Все это предвидел Степан Супрун.

22 июля 1941 года командиру полка С. П. Супруну было присвоено звание дважды Героя Советского Союза.