Армия была сформирована в июне 1942 году. В Сталинградской битве в период оборонительного сражения и контрнаступления прикрывала с воздуха и поддерживала войска, вела бои за господство в воздухе, участвовала в воздушной блокаде окруженной немецко-фашистской группировки. Боевой путь закончила в Пражской операции 1945 г. 424 воина 8-й воздушной армии получили звание Героя Советского Союза за время Великой Отечественной войны. 

Из них 24 лётчика удостоены этого звания дважды, среди них Алексей Васильевич  Алелюхин, Амет-Хан Султан, Василий Сергеевич Ефремов и Владимир Дмитриевич Лавриненков, а знаменитый ас Александр Иванович Покрышкин - трижды Герой Советского Союза.