20-е гг. в Советском Союзе стали периодом формирования и укрепления основных коллективов авиационных конструкторов. Так, например, разработкой и постройкой самолетов в ЦАГИ первоначально занимался отдел АГОС (Авиация, Гидроавиация, Опытное Строительство) под руководством Андрея Николаевича Туполева. В то время с А.Н. Туполевым работали А.А. Архангельский, А.Н. Путилов, В.М. Петляков, П.О. Сухой, В.М. Мясищев, В.Н. Беляев, которые в 30-х гг. сами возглавили конструкторские коллективы.
Коллектив Отдела сухопутного самолетостроения (ОСС), с 1927 г. работавший на заводе № 25, возглавлялся Николаем Николаевичем Поликарповым, с которым работали В.В. Никитин, И.В. Веневидов, С.А. Кочеригин и др. Отдел морского опытного самолетостроения (ОМОС) с 1925 г. возглавлял Дмитрий Павлович Григорович, в числе его сотрудников были П.Д. Самсонов, В.Б. Шавров, Н.Г. Михельсон и др. В конструкторском бюро француза П.Э. Ришара, приглашенного в Советский Союз для постройки морских самолетов, работали И.В. Остославский, Н.И. Камов, М.И. Гуревич, С.П. Королев, Г.М. Можаровский И.В. Четвериков, Н.К. Скржинский, Г.М. Бериев, В.Б. Шавров и др. В конструкторском бюро Константина Алексеевича Калинина работали И.Г. Неман, А.Я. Щербаков, Д.Л. Томашевич и др.
В начале 1933 г. из сектора опытного строительства ЦАГИ (СОС ЦАГИ) выделилось ЦКБ опытного самолетостроения легких самолетов и войсковых серий, которое возглавил Сергей Владимирович Ильюшин. В 1934 г. Александр Сергеевич Яковлев получил производственную базу, а в ГУАП был образован отдел легких самолетов под его же руководством. В 1936 г. произошло выделение из ЦАГИ конструкторского отдела и завода опытных конструкций (ЗОК) в самостоятельную организацию, возглавляемую А.Н. Туполевым.
К концу 20-х гг. советская авиапромышленность постепенно перешла к выпуску самолетов отечественной разработки. Значительные успехи были достигнуты в начале 30-х гг., когда появились передовые для своего времени образцы авиационной техники: истребители, дальние бомбардировщики, высотные самолеты, воздушно-десантная техника и др. В 1929–1933 гг. советская авиапромышленность выпустила 7230 самолетов, в том числе 636 истребителей и 551 бомбардировщик. К началу 1935 г. в Советском Союзе действовали 28 крупных самолетостроительных и двигателестроительных заводов, среди них новые заводы в Горьком, Воронеже, Иркутске, Новосибирске, Комсомольске-на-Амуре, Казани, Арсеньевске (Приморский край), Перми, Смоленске, Саратове, Долгопрудном и Химках Московской области. При серийных заводах организовывались новые конструкторские бюро.
Однако основным тормозом в развитии нашего самолетостроения в то время было низкое качество авиационных двигателей. В 1935 г. с целью ускорения выхода из создавшегося положения был закуплен за рубежом ряд лицензионных двигателей для их производства на вновь построенных авиамоторостроительных заводах. В Рыбинске на заводе № 26, где главным конструктором был Владимир Яковлевич Климов, на основе французского двигателя «Испано-Сюиза» организовали выпуск отечественных аналогов М-100, М-100А, а затем новых двигателей М-103, М-104, М-105. В Перми на заводе № 19 под руководством главного конструктора Аркадия Дмитриевича Швецова на основе американского двигателя «Райт» выпускался аналог М-25, а позднее выпускались М-62, М-63, М-82. В Запорожье на заводе № 29 под руководством главного конструктора Аркадия Сергеевича Назарова было налажено производство французского двигателя «Гном-Рон» под обозначением М-85, а затем начался выпуск новых двигателей М-86, М-87, М-88А, М-88. В Москве на заводе № 24 под руководством главного конструктора Александра Александровича Микулина выпускались двигатели М-34 (АМ-34Р, АМ-34РН, АМ-34ФРН), АМ-35, АМ-35А.
Тем не менее принятые меры не смогли кардинально решить вопрос с серийным выпуском мощных и надежных силовых установок. Наши авиаконструкторы в большинстве своем разрабатывали новые самолеты под двигатели, которые либо находились в стадии разработки, либо в опытном производстве, а в лучшем случае это были двигатели опытной серии, но еще не доведенные до нужного уровня надежности.
Авиационное пулеметно-пушечное вооружение разрабатывалось под руководством Михаила Евгеньевича Березина (пулемет УБ и пушка Б), Александра Александровича Волкова и Сергея Александровича Ярцева (пушка ВЯ), Василия Алексеевича Дегтярева (пулемет ДА), Александра Васильевича Надашкевича и Федора Васильевича Токарева (пулемет ПВ-1), Бориса Гавриловича Шпитального (пулемет ШКАС и пушка ШВАК), Александра Эммануиловича Нудельмана и Александра Степановича Суранова (пушки НС-37 и НС-45).
К середине 30-х гг. наша авиационная техника по своему уровню занимала достойное место в мире. Передовыми для того времени были истребители И-15 и И-16, бомбардировщики СБ и ДБ-3, разведчики Р-10, учебные УТ-2 и др. Советская авиация установила ряд рекордов по грузоподъемности и дальности перелетов. Истребители И-15 и 15бис успешно действовали в начале Гражданской войны в Испании против истребителей «Хейнкель» Не 51 и «Фиат» C.R.32, бомбардировщиков «Юнкере» Ju 52 и «Савойя-Маркетти» С.М.81. Однако к концу испанской войны выяснилось отставание в скорости и вооружении наших истребителей от только что появившегося немецкого истребителя Bf 109, а самолеты ТБ-3 и Р-5 уже перестали удовлетворять требованиям времени, война с Финляндией подтвердила это.
В условиях роста международной напряженности необходимы были самые срочные меры для преодоления этого отставания. По решению правительства были приняты меры по ускорению разработки новой авиационной техники, особенно истребителей, организованы новые ОКБ из молодых специалистов. В 1940 г. в авиационную промышленность перевели 30 тысяч высококвалифицированных рабочих из других отраслей, а также направили 4 тысячи инженеров и техников из учебных заведений. В результате этих принятых мер в советской авиапромышленности наметились качественные изменения в аэродинамике самолетов, технологии, производстве двигателей и авиационного оборудования, накануне войны произошло перевооружение советской авиации на самолеты нового типа: МиГ-3, Як-1, ЛаГГ-3, Ил-2, Пе-2, Ер-2, ТБ-7 (Пе-8), Ар-2, ББ-1 (Су-2) и ББ-22 (Як-2/Як-4).
Однако в количественном отношении самолеты нового типа составляли менее 5 % от имевшегося парка машин, помимо этого не все из них соответствовали требованиям времени. Так, например, ближний бомбардировщик ББ-1 (Су-2), принятый на вооружение в июне 1940 г., в апреле 1942 г. был снят с производства, общее количество выпущенных машин составило 877 экземпляров. Ближний бомбардировщик ББ-22 (Як-2/Як-4) сняли с производства еще в апреле 1941 г., общее количество выпущенных машин составило около 200 экземпляров. Общее количество построенных пикирующих бомбардировщиков Ар-2 составило 71 экземпляр, а тяжелых бомбардировщиков ТБ-7 (Пе-8) – 93 экземпляра. В строевых частях к началу войны было всего 407 истребителей МиГ-3, 142 истребителя Як-1, 29 истребителей ЛаГГ-3, 128 пикирующих бомбардировщиков Пе-2 и т. д.
Таким образом, основная часть самолетного парка ВВС РККА к началу войны состояла из машин следующих типов: 3552 истребителя И-16, 2898 – И-153, 748 – И-15, 362 штурмовика (И-15бис, И-153, Ди-6), 4607 средних бомбардировщиков СБ, 1622 дальних бомбардировщика ДБ-3 и ДБ-ЗФ и 516 машин ТБ-3, 560 разведчиков (Р-5, Р-10, P-Z) и т. д. Хотя выпускаемые типы самолетов улучшались и модернизировались в процессе производства, в целом они соответствовали уровню требований середины 30-х гг., то есть когда были спроектированы и начали строиться СБ, ДБ-3, И-15 и И-16. На западной границе СССР к началу войны находилось 9260 боевых самолетов.
