苏联空军的空军集团军是在苏德战争期间组建的空军高级战役兵团，也是苏联空军在二战时期最高级别的作战部队。在苏德战争初期，苏军航空兵的主要运用方式是将编制庞大、臃肿低效的航空兵部队配属给诸兵种合成集团军，直属于集团军司令员指挥，这实际上将空军部队视为地面部队的附属品，极大限制了航空作战的灵活性。但是，在经历了战争初期的惨痛失败后，苏军指挥层获得了教训，改变了以往将航空兵作为陆军附属力量使用的方式，转为在配合地面作战的框架内在前线各战区之间灵活使用航空兵力的方式，苏军指挥机关的想法是通过在关键地段集中兵力来取得空中优势。因此，在1942年5月5日，根据国防人民委员部命令苏联空军开始组建空军集团军，取消了方面军和合成集团军下辖的航空兵部队，从而赋予了航空兵部队更大的作战独立性。
空军第1集团军是以西方面军所属的航空兵部队为基础组建的，空军第2集团军则以布良斯克方面军所属航空兵为基础组建的。在空军第1集团军的组建命令中指出了建立集团军级空军部队的目的：“为增强航空兵的突击力量和成功地使用航空兵密集突击，兹将西方面军的航空兵力合并组成一个空军集团军。”到同年11月，苏联前线航空兵不再隶属于合成集团军，集团军仅下辖一个用于侦察和联络的航空兵团。在战争期间，苏联空军先后组建了18个空军集团军，包括17个前线航空兵集团军和1个远程航空兵集团军。前线航空兵集团军隶属于方面军建制，受到方面军司令部和空军总司令部的双重领导，而远程航空兵集团军直属于空军总司令部。空军集团军的编成在战争期间多有变化，通常由若干不同兵种的航空兵师、航空兵军以及独立航空兵团组成，在1942年至1943年间一个空军集团军拥有6～12个师，约有200～1000架飞机，而在1944年至1945年间增加到约1500架，在某些重大战役中一线空军集团军还能得到来自最高统帅部预备队的航空兵军和师的加强，飞机数量可达2500～3000架。在战争中后期，在重要作战方向上的某些方面军均配属有2个空军集团军。
在苏德战争期间，苏联空军集团军的规模因作战需要常常有所变化，但到1945年初时部分在重点方向作战的空军集团军得到了特别加强，规模达到顶峰，其中以空军第2集团军和空军第16集团军的兵力最为雄厚，而这两个集团军分别配属于由科涅夫元帅指挥的乌克兰第1方面军和朱可夫元帅指挥的白俄罗斯第1方面军。据1945年1月的统计，空军第2集团军下辖第4轰炸航空军，近卫第6轰炸航空军，近卫第1强击航空军，近卫第2强击航空军，第3强击航空军，第2歼击航空军，第5歼击航空军，近卫第6歼击航空军，编有飞机2273架，其中包括990架战斗机，771架强击机和419架轰炸机。空军第16集团军下辖第3轰炸航空军，第6轰炸航空军，第6强击航空军，第9强击航空军，近卫第1歼击航空军，第3歼击航空军，第6歼击航空军和第13歼击航空军，编有作战飞机2396架，其中包括1172架战斗机，750架强击机和388架轰炸机。上述两个空军集团军都参加了柏林战役。
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