В составе действующей армии во время ВОВ c 22 июня1941 по 9 мая1945 года.
На 22 июня 1941 года базируется в Гривочках под Ленинградом, имея в наличии 15 истребителей И-16 из них два неисправных и 58 МиГ-3, из них один неисправный. Пилоты ещё не были обучены к полётам на МиГах. Перелетел на аэродром Сиверская. В течение первых дней войны передал большую часть своих самолётов в другие подразделения, и в распоряжении полка остались 23 исправных и 3 неисправных МиГ-3. В течение июля 1941 года подчинялся оперативно 7-му авиакорпусу ПВО, действовал на подступах к Ленинграду, в частности в июле 1941 в районе Луга, Уторгош, Мшинская, Порхов в августе 1941 в районе Красногвардейска
В начале августа 1941 года полк был переведён на трёхэскадрильный штат, а к сентябрю количество эскадрилий в полку сократилось до двух. Перелетел в конце августа 1941 года в район Новая Ладога, действует в сентябре 1941 года в районе Мга — Синявино
20 сентября 1941 года был выведен на переформирование. К этому времени полк по своим отчётам выполнил 2688 самолёто-вылетов, потеряв в боях 34 истребителя, 12 лётчиков и двух техников, сбив при этом 46 самолётов противника, уничтожив в результате штурмовых ударов 20 автомобилей и 10 танков.
В декабре 1941 года вернулся на фронт, был вооружён истребителями P-40 «Tomahawk» в количестве 20 штук, в конце 1941 — начале 1942 года осуществлял прикрытие станций Жихарево и Войбокало. Также в течение 1942 года действует над населёнными пунктами Кордыня, Погостье, Назия, Малукса, Кобона, Арбузово, Липки, прикрывает коммуникации на Ладожском озере. Собственно, действует восточнее и южнее Ленинграда и в 1943 году: в частности, вылетает в район Пушкина, ведёт воздушные бои над Волховым, в августе 1943 года обеспечивает воздушное прикрытие в ходе Мгинской операции.
С 12 июня 1942 года в полку действует звено именных истребителей P-40 «Бауманцы — герою Лукьянову» от трудящихся Бауманского района. Весной 1943 года перевооружён истребителями Ла-5, в том числе в полк поступил именной Ла-5 «Валерий Чкалов» от колхозников и колхозниц Горьковской области.
В июне 1944 года привлекался для участия в Выборгской наступательной операции, действует в районе Выборга, сражаясь с самолётами финских ВВС.
Вновь действует в районе Нарвского перешейка, Чудского озера, Эстонии с конца июня 1944 года в рамках проводимой Таллинской операции, за операцию удостоен почётного наименования «Таллинский».
за отличие в боях за овладение столицей Эстонской ССР городом Таллин[4]
16.12.1944
За образцовое выполнение заданий командования в боях с немецкими захватчиками, за овладение островом Сарема (Эзель) и проявленные при этом доблесть и мужество
Анохин В. А., Быков М. Ю. Все истребительные авиаполки Сталина : Первая полная энциклопедия. — М.: Яуза-пресс, 2014. — С. 419 - 422. — 944 с. — 1500 экз. — ISBN 978-5-9955-0707-9.
Коллектив авторов. Перечень № 12 авиационных полков Военно-воздушных сил Красной армии, входивших в состав Действующей армии в годы Великой Отечественной войны 1941—1945 гг. / Покровский. — Министерство обороны СССР. Военно-научное управление Генерального Штаба. — Москва: Воениздат, 1960. — Т. Приложение к директиве Генерального штаба от 18 января 1960 г. № 170023. — 96 с.