Однако для столь масштабной операции авиасил явно не хватало, и поэтому 5 марта в Петроград прибыла эскадрилья Западного фронта в составе трех авиаотрядов (4 разведчика и 14 истребителей). В тот же день приказом РВС Республики за № 38 все авиационные силы оперативно подчинили начальнику Действующего воздушного флота Республики, в свою очередь, он подчинялся руководившему всей операцией М.Н. Тухачевскому, назначенному командующим специально сформированной для подавления восстания 7-й армией.

Одновременно появился приказ сосредоточить все сухопутные самолеты на Комендантском аэродроме, а гидросамолеты – на Гутуевском острове. После ревизии наличных сил оказалось, что половина всех самолетов авиагруппы составляют истребители. Для усиления разведывательной составляющей были истребованы также разведывательный авиаотряд и Боевое звено особого назначения, вооруженное разведчиками. Однако они прибыли к 15 марта и поэтому в боевых действиях принять участия не успели.

Стоит сказать, что была собрана весьма разношерстная компания аппаратов: разведчики «Фарман-XXХ» и «Сопвич», истребители «Ньюпор»-17, -23, -24, «Спад» и «Сопвич-Кэмел». Среди гидросамолетов имелись разведчики М-9, М-15, М-20, трофейные «Шорт» и «Фэйри».

Однако практически вся материальная часть была сильно изношена, особенно моторы, что сказывалось на поднимаемой бомбовой нагрузке крайне отрицательно. К тому же не на всех самолетах имелись бомбодержатели, а если и имелись, то они не подходили под отечественные бомбы (речь идет прежде всего о трофейной технике британского производства). В результате в ходе большинства вылетов бомбы загружались в самолет прямо на пол кабины и потом сбрасывались наблюдателями вручную. Для точности попаданий также решающее значение имело полное отсутствие на самолетах бомбовых прицелов.

Согласно полученному приказу, действия авиации должны были начаться 5 марта в 17:30 с вылета в Кронштадт для разбрасывания листовок с приказом Председателя РВСР Л.Д. Троцкого. Правда, из-за густого тумана и снега первый самолет («Сопвич») взлетел с Комендантского аэродрома только в 11:40 6 марта. Долетев до западной оконечности о. Котлин на высоте 500—1000 метров, экипаж сбросил на Кронштадт 20 тысяч листовок. При этом мятежники огня по самолету не открывали. Однако вылет чуть не закончился трагически – при посадке из-за сильного ветра самолет понесло назад, и он потерпел аварию, сломав лыжу и оба нижних лонжерона.

В послеполетном отчете летчик отметил, что «на всем острове больших скоплений людей и передвижений не замечено. По дороге от Кронштадта до Ораниенбаума движения нет. Дорог или тропинок в сторону Финляндии и Сестрорецка не замечено. В Военной гавани линкоры «Петропавловск» и «Севастополь», стоя у стенки, дымят, имея на носу и корме красные флаги».

На следующий день Тухачевский издал приказ за № 013/К, согласно которому в 18:00 7 марта должна быть начата артподготовка, а «воздушной эскадрилье атаковать броненосцы и казармы Кронштадта сегодня в 18 часов». Для его исполнения с утра началось сосредоточение самолетов на Комендантском аэродроме.

Так, из Петергофа вылетело пять истребителей: из них три «Ньюпора-17» в 11:50 прилетели по назначению, один «Ньюпор-17» совершил вынужденную посадку около Петергофа, а «Сопвич-Кэмел» при посадке был разбит из-за остановки мотора. В 12:20 на Гутуевский остров прилетели четыре гидросамолета, вылетевшие из Ораниенбаума, сбросив по дороге на Кронштадт 30 тысяч листовок. Чуть позднее вылетел пятый самолет, который над Кронштадтом обстреляли ружейным и пулеметным огнем, а вскоре из-за снежной бури он вообще вернулся обратно. К 18:00 с горем пополам подготовили к вылету 10 самолетов (из них 3 истребителя), но из-за сильного снегопада вылет всех самолетов с бомбами перенесли на следующее утро.

8 марта в 10:00 началась артиллерийская подготовка и сосредоточение пехоты к штурму. Полеты с Комендантского аэродрома начались около 13:00, и вскоре на линкоры в Военной гавани летчики сбросили первые бомбы. Зенитного огня мятежники не открывали. Летчики обнаружили значительные недолеты наших снарядов в южной и юго-западной части о. Котлин.

Суда и северо-восточные форты вели артиллерийский огонь, в 13:30 к ним присоединились и северо-западные. В 16:20 летчики доложили о большом количестве воронок между судами и вокруг южных, юго-западных и западных фортов, а также очень много воронок во льду вокруг двух ближайших к Лисьему Носу фортов. В результате артиллерийской дуэли весь лед вокруг Лисьего Носа также оказался изрыт воронками, и было несколько попаданий около железнодорожной станции там же. Пролетевший там самолет обстреляла артиллерийским огнем своя батарея.

В 17:00 пролетавший над Кронштадтом самолет обстреляли мелкие орудия, а через полчаса экипаж другого самолета донес, что «Петропавловск» ведет огонь одной средней башней, а с линкоров ведется зенитный огонь. В 20:30 между собором и гаванью был отмечен сильный пожар.

Всего за первый день боевых действий совершили 10 вылетов общей продолжительностью 10 часов 45 минут и сбросили 525 фунтов бомб. Бомбометание производилось преимущественно по линкорам с высоты 2000–4000 м. За первый день активных боев потери авиации составили три «Нью-пора-17», разбитые в авариях. Первое наступление на мятежный Кронштадт, начатое 8 марта, окончилось неудачей, и командарм Тухачевский немедленно начал подготовку к новому наступлению, стягивая подкрепления. В это же время авиации указали «на несогласованность полетов (единичные полеты), на чрезмерно большую высоту, излишнюю при беспорядочном обстреле с земли, на… большой недогруз бомбами самолетов (в особенности «Сопвич»), а также на беспорядочность донесений.».

Утром 12 марта Тухачевский отдал приказ: «Взорвать с помощью бомбометания склады взрывчатых веществ и артиллерийских снарядов в Кронштадте». По сведениям штаба Балтфлота, они находились на минных заградителях «Нарова» и «Волга» и в блокшивах, стоящих в гавани недалеко от линкоров. Всем летчикам приказали сосредоточить бомбометание именно по этим целям, для чего разослали сделанные накануне воздушные снимки гавани.

Полеты начались в 11:05. Из Финляндии движения не наблюдалось, на дороге из Кронштадта в сторону форта № 6 замечены одиночные повозки, обстрелянные из пулемета. Утром движения в городе не наблюдалось, в 13:00 появились скопления людей на улицах и площадях, вечером по улицам двигалось до 20 повозок. Замечен пожар в минной школе, обнаружены отрытые у пристани со стороны Ораниенбаума окопы и новая полевая батарея, вторая действующая батарея замечена на западном берегу о. Котлин. В 13:30 вторично произведена воздушная съемка части Кронштадта.

В 14:30 произошел случай, который до сих пор вызывает споры исследователей. Один из экипажей разведчиков во время очередного вылета заявил о том, что около северо-восточной части о. Котлин на льду замечен самолет противника. Ближе к вечеру для проверки информации вылетел очередной самолет, экипаж которого в 18:00 никакого самолета не обнаружил. Чей это самолет и был ли самолет вообще – остается загадкой и поныне.

Весь день самолеты обстреливались сильным артиллерийским и пулеметным огнем. Бомбы сбрасывали главным образом на гавань и линкоры, также на пороховые погреба, форты «Тотлебен», № 4 и 5. Как о достижении сообщалось, что «замечено одно попадание между кораблей и одно попадание в Петроградскую пристань». За день авиаторы совершили 27 полетов продолжительностью 34 часа 7 минут и сбросили 49 бомб весом 1085 фунтов и 100 фунтов листовок. Полеты выполнялись на высоте 800—2000 метров, произошла одна авария.