На первых порах советские летчики с недоверием относились к необычному для того времени шасси с носовой опорой, однако очень быстро они оценили преимущества такой схемы шасси перед традиционной с хвостовой опорой: значительно лучший обзор и более простое управление самолетом на рулежке. Поведение истребителя в воздухе также понравилось летчикам. По максимальной скорости и скороподъемности «Аэрокобра» превосходила любой из истребителей, состоявших на вооружении полка ранее. Остекление фонаря обеспечивало практически круговой обзор из кабины, а сама кабина была просторной и комфортабельной даже по западным стандартам, имела подогрев.
Эмоции советских летчиков в отношении вооружения «Аэрокобры» выглядели более противоречивыми: летчики предпочитали 20-мм автоматические пушки, считая пулеметы «Браунинг» винтовочного калибра 7,7 мм недостаточно эффективными. Зачастую крыльевые пулеметы демонтировались.
Советские летчики считали «Аэрокобры» маневренным истребителем, не уступавшим противнику ни на вертикалях, ни в горизонтали.
15 мая 1942 года 19-й гв. иап под командованием майора Г. А. Рейфшнейдера вернулся на фронт. Личный состав полка насчитывал 22 летчика, на вооружении находилось 16 истребителей «Аэрокобра I» и десять Р-40Е. Уже вечером 15 мая летчики полка совершили боевой вылет, в котором четверка «Аэрокобр» перехватила над озером Тулп-ярв группу из 12 истребителей Bf-109 и восьми двухмоторных Bf-110. В воздушном бою по одному самолету противника сбили капитан Кутахов и старший лейтенант Бочков — это первые победы, одержанные на «Аэрокобрах» советских ВВС.
Другими частями из числа воевавших на Севере и получивших после середины 1943 года истребители «Аэрокобра» являлись 20-й гв. иап, все пять истребительных авиаполков ВВС Северного флота.
Первые истребители этого типа попали в 72-й сап 19 июля 1941 года. МиГ-3 на Севере выполняли следующие боевые задачи: прикрытие района базирования и вылеты на перехват самолетов противника. В тот же день состоялся и их боевой дебют. На перехват большой группы вражеских бомбардировщиков под прикрытием Bf-109 и Bf-110 взлетели в числе прочего и пара МиГов.
Произошел жаркий воздушный бой, в котором лейтенант Сорокин на МиГ-3 сбил свой первый самолет — Bf-110 W.Nr.3588 из отряда 1(Z)/JG 77, оба члена германского экипажа попали в плен. При этом немцы традиционно относят эту потерю на счет зенитной артиллерии.
Приказом командующего ВВС СФ в составе полка была сформирована группа МиГ-3, подчиненная непосредственно командиру полка и его штабу.
Следующий бой с участием МиГ-3 отмечен 21 июля, когда истребитель лейтенанта Сорокина получил ощутимые повреждения: была перебита бензомагистраль, пробита снарядом правая плоскость, прострелены обе консоли стабилизатора.
22 июля отмечено и первыми потерями в матчасти: во время взлета по тревоге пары МиГ-3 не повезло летчику управления полка Калугину — его самолет опрокинуло взрывной волной, а сам он получил тяжелые ранения. Пилот второго МиГа Айропетян устремился вдогонку за бомбардировщиками, но был перехвачен ожидавшими их мессерами и сбит. Через три дня во время бомбардировки аэродрома Ваенга на земле был уничтожен один МиГ-3.
В целом к осени в полку летнопригодных МиГов из-за боевых потерь практически не осталось.
Весной 1942 года советское командование приняло решение о переброске на Север хорошо зарекомендовавших себя на других участках фронтах дальних истребителей Пе-3. Первым был выбран 95-й иап, экипажи которого в течение месяца прошли подготовку к полетам над безориентирной местностью и начиная с середины апреля включились в боевые действия. Так как в составе флотской авиации не было достаточного количества бомбардировщиков, то первоначально Пе-3 привлекли к нанесению ударов по кораблям и аэродромам противника.
И зачастую такие налеты были достаточно эффективны (по крайней мере, по докладам летчиков). Так, 15 апреля 1942 года четверка Пе-3, возглавляемая капитаном В. Куликовым, атаковала военно-морскую базу Лиинахамари. Результатом удара стало потопление транспорта водоизмещением 4 тысячи тонн, повреждение нескольких судов, причалов и портовых сооружений.
Весной и летом 1942 года после усиления ударов немецкой авиации по конвоям союзников, следовавшим из Англии в порты Мурманска, Архангельска и Молотовска, для более эффективного противодействия противнику советское командование создало Особую морскую авиационную группу (ОМАГ). В ее состав в числе прочего вошел и 95-й иап, экипажам которого, кроме прикрытия кораблей, поручалось нанесение ударов по немецким аэродромам в дневных условиях.
Практически впервые стал использоваться и истребительный потенциал полка. Так, для прикрытия каравана PQ-17 «пешки» были переброшены на полевые площадки, что позволило немного выдвинуть на северо-запад зону авиационного прикрытия. Четверки Пе-3 попеременно вылетали на барражирование, делая 2–3 полета в сутки — каждый продолжительностью по 4–5 часов.
И такие вылеты часто заканчивались воздушными боями. Так, 19 сентября 1942 года четверка Пе-3, возглавляемая командиром полка, отразила налет 24 бомбардировщиков Ju-88, попытавшихся атаковать суда конвоя PQ-18 на рейде Молотовска. При этом два немецких самолета было сбито, несколько повреждено.
Еще одной функцией Пе-3 95-го иап стало сопровождение своих торпедоносцев и бомбардировщиков при нанесении ударов по конвоям противника.
Летом 1942 года в состав ОМАГ включили также 13-й сбап на Пе-3бис. Ввод в строй летчиков из полка майора В. П. Богомолова осуществлялся с помощью опытных командиров эскадрилий из 95-го иап, и вскоре недавно прибывшая часть стала привлекаться для прикрытия морских конвоев.
Однако этот полк в истории войны в Заполярье больше отметился небоевыми потерями. Известен случай, когда в одном из вылетов группа Пе-3 полка попала в районе аэродрома посадки в мощный снежный заряд. Не имевшие достаточного опыта ориентирования над лесотундрой экипажи оказались перед незавидным выбором: либо прыгать с парашютами, либо сажать самолеты «на брюхо». В подобных инцидентах и при ночных посадках на не приспособленные для этого полосы полк потерял большинство своих машин, а оставшиеся передал в 95-й иап и навсегда простился с Пе-3.
Относительно недолго воевал на Пе-3 в составе ВВС Северного флота и 121-й авиаполк. В середине 1943 года эта часть также передала свои самолеты в 95-й иап, который летал на Пе-3 до последних дней войны.
Значительную часть разведывательных заданий над Заполярьем выполняли оборудованные фотоаппаратами Пе-3 из 118-го разведывательного авиаполка (pan) ВВС Северного флота.
Впервые истребители этого типа появились в составе 72-го сап ВВС СФ в конце декабря 1939 года. А в 1940 году — на вооружении 145-го и 147-го иап. Позднее все истребители-бипланы осели в 147-м иап.
На момент начала войны на аэродроме Ваенга морские летчики располагали 28 И-15бис, а армейцы на Шонгуе — 56 (это общая цифра И-15бис, как и И-153).
Уже 29 июня старший лейтенант С. Уваров из 72-го сап одержал первую победу, сбив Ju-88. У летчиков 47-го иап отмечены только потери. Так, в результате налета немецкой авиации на земле были потеряны машины по крайней мере одной эскадрильи.
