На стороне советской авиации было также качественное превосходство. Японские истребители И-97 и И-00 заметно уступали нашим однотипным самолетам Як-9 и Ла-7 в горизонтальной скорости, скороподъемности и вооружении.
Советские фронтовые бомбардировщики Пе-2 и Ту-2 на 150 - 180 км имели большую скорость, чем самолеты противника СБ-96 и СБ-97. В составе нашей авиационной группировки было три бомбардировочных корпуса, три отдельные авиационные дивизии и два полка, переброшенных с запада, которые обладали опытом боевых действий против фашистской Германии. Учитывая особенности района предстоящих действий, советское командование усилило воздушные армии транспортными авиационными полками и дивизиями. Усилия авиационных объединений координировал командующий ВВС Красной Армии Главный маршал авиации А. А. Новиков.
Замысел советского командования заключался в том. чтобы силами трех фронтов прорвать систему укрепленных районов противника на нескольких участках, а затем, развивая успех по сходящимся направлениям на Харбин, Чанчунь и Мукден, окружить главные силы врага, расчленить их и уничтожить по частям. Тихоокеанский флот должен был нарушить морские коммуникации противника, высадить десанты и во взаимодействии с войсками 1-го Дальневосточного фронта овладеть портами Северной Кореи (Расин, Юки, Сейсин), а также обеспечить свои морские сообщения в Японском море и Татарском проливе.
Перед ВВС были поставлены следующие боевые задачи: завоевать господство в воздухе и надежно прикрыть главные группировки войск фронтов; ударами по железнодорожным объектам, эшелонам и автоколоннам сорвать маневр резервами противника; поддержать сухопутные войска при прорыве системы укрепленных районов и развитии успеха; действиями по штабам и узлам связи нарушить управление войсками; систематически вести воздушную разведку.
Боевые действия воздушных армий были спланированы с учетом специфических особенностей, в которых предстояло решать боевые задачи сухопутным войскам и ВВС. Так, главные усилия бомбардировочной и штурмовой авиации 9-й воздушной армии намечалось сосредоточить на поддержку войск на поле боя, так как 1-му Дальневосточному фронту необходимо было прорывать полосу мощных укреп-районов на приморско-маньчжурском направлении. В 12-й воздушной армии соединения бомбардировочной авиации получили задачу парализовать работу важнейших железнодорожных и автомобильных коммуникаций и изолировать район сражения от притока резервов, а дивизии штурмовиков поддерживать войска на поле боя.
10-я воздушная армия основными силами должна была поддержать сухопутные войска при форсировании Амура и наступлении на сунгарийском направлении.
Господство в воздухе намечалось завоевать путем уничтожения японской авиации на аэродромах и в воздухе. В первый день операции для действий по аэродромам противника в 12-й воздушной армии выделялись две бомбардировочные, две штурмовые и одна истребительная авиационные дивизии.
Особое внимание уделялось воздушной разведке, так как до объявления войны наши ВВС не могли вести разведывательные полеты над территорией Маньчжурии и советское командование не имело точных данных о характере вражеской обороны, группировке войск, коммуникациях и базировании японской авиации.
До начала наступательной операции интенсивно велась всесторонняя подготовка. Летом 1945 г. воздушные армии пополнились новыми самолетами и летно-техническими кадрами, получившими опыт боев против немецко-фашистской авиации. Прибывшие с запада авиационные соединения знакомились с особенностями выполнения полетов на Дальнем Востоке.
Штабы воздушных армий совместно со штабами общевойсковых (танковой) армий детально разработали планы взаимодействия, подготовили единые кодированные карты, радиосигнальные и переговорные таблицы, сигналы взаимоопознавания войск и авиации. В 6-ю гвардейскую танковую армию Забайкальского фронта и общевойсковые армии, которые должны были наступать на главных направлениях, были выделены оперативные группы офицеров воздушных армий, предназначенные для вызова авиации с аэродромов и управления ею на поле боя, а также согласования с общевойсковым командованием вопросов взаимодействия в ходе операции, информации командующего и штаба воздушной армии о складывающейся обстановке. Накануне боевых действий в танковые и механизированные корпуса выехали командиры взаимодействующих штурмовых и истребительных дивизий, которые организовали свои командные пункты в боевых порядках войск. В стрелковые и танковые дивизии направлялись авианаводчики со своими радиосредствами.
Чтобы лучше согласовать усилия авиации и сухопутных войск при прорыве полосы укрепленных районов, штабы взаимодействовавших воздушных и общевойсковых армий отработали методом военных игр и групповых упражнений вопросы совместных боевых действий в наступательных операциях. Части бомбардировочной и штурмовой авиации на специально оборудованных полигонах днем и ночью осваивали способы поражения малоразмерных целей (дотов).
В целях облегчения самолетовождения в полосе фронтов была создана сеть контрольно-опознавательных знаков, расположенных вдоль государственной границы и на больших дорогах, а также привлечены многочисленные средства ЗОС (радиопеленгаторы, светомаяки и др.), которые накануне боевых действий были перебазированы на передовые аэродромы.
Одной из сложных проблем была организация аэродромного и материально-технического обеспечения боевых действий ВВС. В горных районах трудно было подбирать площадки для строительства аэродромов, не говоря уже о том, что на значительной высоте над уровнем моря необходимо было создавать взлетно-посадочные полосы увеличенных размеров. В пустынной и полупустынной местности восточной части Монголии почти не было водных источников и топлива, поэтому батальоны аэродромного обслуживания должны были возить с собой не только горючее, боеприпасы и продовольствие, но запасы воды и дров.
Учитывая большой объем и трудности работы авиационного тыла, командующий ВВС Красной Армии усилил воздушные армии авиационно-техническими соединениями и частями. Кроме того, командующие фронтами планировали использовать сухопутные войска и их инженерную технику для строительства аэродромов.
В целях изыскания аэродромов на освобождаемой от противника территории были созданы поисковые рекогносцировочные группы, в распоряжение которых выделялись транспортные самолеты и самолеты связи. Для обеспечения аэродромного маневра вслед за наступавшими войсками командующие воздушными армиями выделяли в резерв по два-три района авиационного базирования, которые в начале августа сосредоточились у государственной границы. В результате напряженной работы части авиационного тыла хорошо подготовились к операции. Они создали на 15 - 20 дней операции запасы материальных средств и подготовили необходимую аэродромную сеть.