Между тем тяжелая обстановка на фронте, сложившаяся в результате прорыва немецких войск к Сталинграду, привела к тому, что 9 сентября в Саратовской области было объявлено военное положение. На следующий день вся 1-я эскадрилья под командованием Раисы Беляевой убыла под Сталинград, а в составе 586-го иап сформировали новую, мужскую, которая пока не имела опыта, и требовались немалые усилия для введения ее в строй. Девушкам теперь приходилось не только нести боевое дежурство, но и передавать свой небогатый боевой опыт еще более «зеленым» молодым летчикам.

А вскоре после прибытия мужской эскадрильи была зафиксирована первая победа не только 586-го иап, но и всей 144-й дивизии. Весьма символично, что эта победа оказалась на счету женщины.

В ночь на 24 сентября, сразу после получения сообщения постов ВНОС о приближении самолетов противника, в воздух ушла пара Як-1 586-го иап. Командир эскадрильи Евгения Прохорова вылетела с ведомой лейтенантом Валерией Хомяковой. Заметив в скрещении прожекторных лучей «Юнкерс 88», Хомякова приблизилась к нему и дала очередь по кабине. Летчик бомбардировщика, видимо, был убит сразу, поскольку немецкий самолет резко накренился вправо, а потом вошел почти в отвесное пике.

Преследуя «Юнкерс», Валерия выпустила еще одну очередь, но, опасаясь столкновения с землей, вскоре выровняла машину.

Еще в ходе атаки пара распалась, и Прохорова атаковала еще одну пару Ю-88 самостоятельно. Она сделала шесть заходов, почти прижав их к земле, но тут в самый неподходящий момент отказало вооружение.

Как следовало из немецких документов, из боевого вылета не вернулась машина из состава 7-го отряда KG 76. Все четыре члена экипажа во главе с командиром отряда оберлейтенантом Г. Мааком считались пропавшими без вести. При этом, несмотря на ночное время, немецкие летчики зафиксировали атаки советских истребителей, наблюдали падение самолета своего товарища и даже составили отчет о тактике русских в этом бою.

За этот бой на Хомякову пролился «золотой дождь»: ей было присвоено очередное воинское звание «старший лейтенант», выписана денежная премия в 2000 рублей, кроме того, она была назначена командиром 3-й эскадрильи.

К сожалению, жизнь и боевая карьера Валерии Хомяковой оборвалась всего через две недели. В ночь с 5 на 6 октября 1942 года она погибла в катастрофе. При ночном взлете по тревоге из-за отсутствия видимых ориентиров она начала набор высоты с правым креном и разворотом, что в конце концов привело к столкновению с землей.

Гибель Хомяковой послужила поводом к радикальной смене руководства полка и общим оргвыводам по 144-й ИАД. Приказом генерал-лейтенанта М.С. Громадина командир 586-го иап Т.Д. Казаринова была отстранена от руководства полком как не справившаяся с должностью. В вину ей вменялись не только гибель двух летчиц и пять аварий, но и создание в полку нездоровой атмосферы. 22 октября 586-й иап возглавил майор А.В. Гриднев, который и командовал полком до конца войны. Кроме того, сменились заместитель комполка по политической части, штурман и старший инженер.

3 декабря 1942 года во время сопровождения из Куйбышева в Оренбург Ли-2 с членом Ставки ВГК Л.П. Берия на борту в катастрофе погибла командир 2-й эскадрильи Е.Ф. Прохорова.

Когда основной состав 586-го иап защищал небо Саратова, 1-я эскадрилья, убывшая под Сталинград, попала в самое пекло. Напомним, что подразделение перебросили в район боев 10 сентября, то есть в один из самых критических дней обороны города. Восемь летчиц прилетели на своих истребителях, а технический персонал перебросили в бомболюках СБ. К тому времени противник ворвался в Сталинград, разрезав оборону 62-й армии на несколько частей, а в некоторых местах им удалось выйти к Волге.

Создавшееся положение грозило потерей города. Над Сталинградом ежедневно шли ожесточенные воздушные бои, причем немецкая авиация обладала господством в воздухе.

Летчики других полков, вероятно, испытали некоторый шок, когда прибыла женская эскадрилья, да еще на истребителях. Но в составе единого подразделения девушкам воевать не пришлось. Опасаясь, что они могут погибнуть в первых же боевых вылетах, командование прикрепило оба звена 1-й эскадрильи к наиболее «сильным» истребительным полкам, действовавшим тогда под Сталинградом. Так, звено Раисы Беляевой попало в 437-й иап, а звено Клавдии Нечаевой — в 434-й авиаполк.

Первыми на боевые задания (естественно, в роли ведомых) стали летать две Клавдии — Нечаева и Блинова. Уже 17 сентября Клавдия Нечаева погибла в бою с «Мессершмиттами», прикрывая ведущего капитана И. Избинского.

В 437-м иап в составе 1-й эскадрильи воевали две летчицы, имена которых стали потом широко известны — Екатерина Буданова и Лилия Литвяк. По архивным данным, они уничтожили под Сталинградом пять немецких самолетов, а всего к августу 1943 года — 12. Сержант Литвяк, которую все звали просто Лиля, добилась своей первой победы уже во втором боевом вылете 27 сентября. Прикрывая Сталинград, группа полковника СП. Данилова встретила две пятерки бомбардировщиков. Литвяк прикрывала командира 437-го иап майора М.С. Хвостикова, но, когда ведущего постигла неудача, сама перешла в атаку, сумев поджечь Ю-88 с дистанции всего 30 метров.

Сбитый «Юнкерс» оказался единственной победой летчицы под Сталинградом. Она совершила около 70 боевых вылетов, из них 55 — на патрулирование в районе аэроузла Житкур, и считалась достаточно опытным бойцом.

На счету ее подруги Екатерины Будановой осенью числилось два «восемьдесят восьмых», уничтоженных 2 и 6 октября 1942 г.

К середине января 1943 года обе летчицы были переведены в 296-й иап и уже там получили первые боевые награды — ордена Красной Звезды. В свой полк они больше не вернулись.

По-другому сложилась судьба второго звена 1-й эскадрильи. После вывода 434-го иап в тыл на переформирование оставшимся трем девушкам начальник инспекции ВВС полковник В.И. Сталин предложил пройти подготовку по особой программе — выполнить 100 вылетов на воздушный бой. Но этим планам не суждено было сбыться, так как прибывший вскоре на аэродром генерал-полковник Д.А. Новиков приказал eepiiyib летчиц обратно в 586-й иап. Выполнить приказ командующего ВВС пришлось только Ольге Шаховой. Лебедева и Блинова, воспользовавшись тем, что в соседнем 653-м иап не хватало по штату двух летчиков, остались на фронте.

После победы на Волге во фронтовых частях остались всего четыре летчицы: Буданова, Литвяк, Лебедева и Блинова. В феврале 1943-го летчицы Шахова, Беляева, Демченко и Кузнецова должны были вернуться в 586-й иап, но и они в конце концов решили остаться на передовой. Только вызов всей четверки в Москву и сильный нагоняй, полученный от командующего истребительной авиацией ПВО генерала А.С. Осипенко, напомнил девушкам, что приказы надо выполнять. Но внезапно летчицы получили поддержку в лице командующего войсками ПВО генерала М.С. Громадина, потребовавшего по заслугам отметить отличившихся в кровопролитной битве. Девушкам вручили «Яки» с дарственными надписями «От женщин Монголии—фронту!», на которых они и вернулись в родную часть.

В феврале 1943 года полк вошел в состав 101-й ИАД ПВО и перебазировался на аэродром Придача в районе только что освобожденного Воронежа.