22 czerwca 1941 r. Niemcy zaatakowały Związek Radziecki. Do pierwszego nalotu sowieckiego lotnictwa na Warszawę doszło już następnego dnia. O godz. 19:17 samoloty z 212. samodzielnego pułku lotnictwa bombowego dalekiego zasięgu zaatakowały mosty na Wiśle oraz niemieckie obiekty na terenie miasta.

Atakujące z wysokiego pułapu samoloty nie zdołały uszkodzić żadnego z mostów, a część ładunku trafiła w nurt rzeki. Bomby spadły m.in. na ruiny Teatru Wielkiego oraz na jeden z budynków na Krakowskim Przedmieściu. Zniszczeniu uległ także jeden z hangarów na lotnisku Okęcie. Na Pradze bomba trafiła w wypełniony ludźmi tramwaj, zginęły 34 osoby.

Nalot wykorzystała dla swych celów zarówno propaganda niemiecka, które ogłosiła później zestrzelenie 48 samolotów, jak i sowiecka, informująca o rzekomym zniszczeniu w Warszawie wielkich magazynów z paliwem.

Kolejny alarm przeciwlotniczy ogłoszono 13 listopada 1941 r., gdy około godz. 11 kilka samolotów z 421. pułku lotnictwa bombowego zaatakowało węzeł kolejowy w rejonie dzisiejszego pl. Zawiszy. Bomby spadły też na budynki mieszkalne na Srebrnej i Miedzianej, zginęło 54 cywilów, a kolejnych 100 odniosło rany. Sowieckie lotnictwo zaprzestało kolejnych ataków na Warszawę na blisko rok.

Pod koniec lata 1942 r. okupowana stolica Polski ponownie padła ofiarą serii niszczycielskich nalotów. Pierwszy z nich przy użyciu bomb burzących i zapalających miał miejsce w nocy z 20 na 21 sierpnia i trwał kilka godzin. Cele oświetlały flary, ofiarą ataku padły przede wszystkim dzielnice mieszkaniowe – Grochów, Mokotów, Wola i Żoliborz.

Konspiracyjny „Biuletyn Informacyjny” szacował, że liczba zabitych narodowości polskiej wyniosła ok. 200 osób, podczas gdy liczba rannych miała sięgnąć 800. Podobnie jak w przypadku wcześniejszych nalotów, wśród Niemców liczba ofiar była o wiele mniejsza. Bomby trafiły ok. 130 budynków mieszkalnych.

Kolejny nalot nastąpił dziewięć dni później w nocy z 1 na 2 września. 300 bomb burzących spadło w pierwszym rzędzie na Wolę, Pragę oraz Powiśle, ponownie także na cele cywilne. Około 100 budynków zostało zniszczonych lub poważnie uszkodzonych. W zasięgu chaotycznego ataku znalazły się także szpitale, getto warszawskie i Cmentarz Powązkowski. Zginęło co najmniej 200 warszawiaków.

Aktywność sowieckich samolotów nad Polską rozpoczęła się ponownie wiosną 1943 r. Najtragiczniejszy w skutkach nalot, który miał miejsce w nocy z 12 na 13 maja 1943 r., przeprowadziły 108. i 421. pułki lotnictwa bombowego dalekiego zasięgu, wyposażone w amerykańskie samoloty B-25 „Mitchell”.

Oficjalnym celem nalotu było lotnisko na Okęciu oraz warszawski węzeł kolejowy. Bombardowanie trwało dwie godziny, na miasto spadło 100 ton bomb. Ponownie najbardziej ucierpiała ludność cywilna. Sowieckie bomby spadły na Śródmieście, Ochotę, Wolę i Pragę. Zginęło 300 Polaków, 1000 zostało rannych, setki rodzin straciły dach nad głową. Straty po stronie niemieckiej były znikome.

Po majowym nalocie sowieckie lotnictwo na kilkanaście miesięcy zaprzestało prowadzenia działań bojowych nad Warszawą. Sytuacja zmieniła się dopiero pod koniec lipca 1944 r., gdy Armia Czerwona znalazło się na przedpolach polskiej stolicy. Sowieckie maszyny taktyczne nocą oświetlały miasto flarami, a w dzień ostrzeliwały konwoje na drogach.

Po wybuchu powstania warszawskiego przez blisko sześć tygodni sowieckie lotnictwo obowiązywał zakaz prowadzenia lotów bojowych nad miastem. Sytuacja zmieniła się dopiero po 10 września, gdy wojska radzieckie wznowiły działania ofensywne na kierunku warszawskim. Nie miało to jednak większego wpływu na przebieg walk powstańczych.