23-й иап возвратился с Северо-Западного фронта, на старое место дислокации во Львов 2 апреля 1940 г., а уже в начале мая вышел в лагерь Ольшаница. К нормальной мирной учебе личный состав полка смог приступить только в августе 1940 г. Из-за событий, связанных с присоединением к СССР Бессарабии, полк перебросили к границе с Северной Буковиной. С 15 июня по 9 июля 1940 г. 23-й иап находился в боевой готовности, базируясь на аэродромах Семенов, Поповец, Борыдев. В июле полк вернулся во Львов.

Одной из важнейших задач, поставленных командованием перед летчиками полка, стало овладение ночными полетами — в конце лета 1940 г. полк летал едва ли не круглосуточно. Обычно эскадрилья, летающая в первую смену днем, летала и в первую смену ночью. Первыми ночью вылетели летчики-коммунисты: Дроздов, Монастырский, Пройденко, Федотов, Григоренко. Ночными полетами овладел весь личный состав, после чего полк стал именоваться ночным. Забегая вперед, стоит отметить, что в годы Великой Отечественной войны именно ночников с опытом очень и очень часто не хватало полку, да разве ему одному! Зимой 1940—1941 гг. боевую подготовку полк совершенствовал в лагере Куровице. Личный состав, что увы, для отечественных вооруженных сил было традиционно, преодолевал «тяготы и лишения воинской службы»: зимой в лагере летчики и техники жили в летних палатках. Из зимнего лагеря полк в апреле перебазировался на полевую площадку Адамы в летний лагерь, где началось переучивание с бипланов И-15 и И-153 на новейший истребитель МиГ-3. К началу войны с Германией на МиГи переучился весь летный состав, а 11 летчиков первыми в ВВС Красной Армии вылетели на этом самолете ночью.

Благодаря упорной и настойчивой работе личного состава, полк в 1940 г. завоевал первое место в ВВС Киевского Особого Военного округа. За отличные успехи в обучении и воспитании личного состава командир эскадрильи старший лейтенант Дроздов был награжден орденом Красная Звезды. В мае 1940 г. 23-й иап посетил Главный Инспектор РККА Маршал Советского Союза С.М. Буденный. Проверяя боевую готовность дежурного звена, маршал объявил боевую тревогу, а с другого аэродрома поднял в воздух самолет с воздушной мишенью — «конусом». Командир звена Г. Хмелевский расстрелял «конус» в клочья. За отличное выполнение воздушной стрельбы и высокое летное мастерство СМ. Буденный наградил Хмелевского именными золотыми часами.

Великая Отечественная война началась для 23-го иап в 3 ч 15 мин 22 июня 1941 г. с пролета над аэродромом Адамы германского разведчика Ju-88. В 3 ч 45 мин в полку была объявлена тревога, а в 4 ч на летном поле разорвались первые сброшенные немцами бомбы. На 22 июня 1941 г. 23-й иап входил в состав 15-й смешанной авиадивизии, был полностью укомплектован личным составом и имел на вооружении 45 истребителей МиГ-3 и 12 И-153.

22 июня германская авиация бомбила аэродром Адамы от трех до шести раз (в воспоминаниях ветеранов и документах приводятся разные цифры количества налетов) — на отражение второго и последующих налетов взлетали истребители; один бомбардировщик сбили летчики Задворнов и Пойденко, германский самолет упал на землю в районе деревни Каменка. Всего 22 июня летчики 23-го иап сбили четыре самолета противника. Все истребители полка были рассредоточены по границе аэродрома, поэтому серьезного ущерба полку налеты люфтваффе в первый день войны не причинили, хотя потери имели место быть как в технике, так и в людях: погибли летчик Хмелевский и механик Дударь, два истребителя были уничтожены, шесть повреждены. Другие полки 15-й сад понесли от налетов очень серьезные потери, а потому вся тяжесть боевой работы в первые военные дни легла на 23-й иап — летчики выполняли по шесть-семь боевых вылетов в день.

Комиссар полка гв. майор В.В. Власов

Восстановить достоверную картину того первого, страшного, дня войны сегодня уже вряд ли возможно. В написанном на основе документов и воспоминаний ветеранов в середине 1960-х гг. «Боевом пути гвардейского Краснознаменного Оршанского ордена Суворова III степени авиационного полка» есть следующая запись:

— Внезапное нападение не застало полк врасплох. Все исправные боевые самолеты успели подняться в воздух и успешно отражали налеты авиации противника. Техники и мотористы под бомбежкой и обстрелом противника самоотверженно готовили материальную часть к боевым вылетам.

В период действий на Юго-Западном фронте летчики 23-го иап в воздушных боях сбили 28 самолетов противника, уничтожили большое количество техники и живой силы противника. Всего было произведено 790 боевых самолетовылетов с налетом 697 часов 26 мин. Полк последовательно базировался на аэродромах Адамы, Куровице, Зубов, Дворец, Троповка, Носовка. За месяц боев полк лишился 44 самолетов, 30 из которых противник уничтожил на аэродромах. Приказом по Юго-Западному фронту № 06 от 15 июля 1941 г. полк на аэродроме Носовка под Киевом сдал материальную часть в 28-й иап, выбыл из 15 САД и железнодорожным эшелоном убыл на доукомплектование в станицу Крымская, откуда был перебазирован для переформирования в г. Рассказово Тамбовской области. «Старый» 23-й иап четырехэскадрильного состава разделили на два полка двухэскадрильного состава, командир 23-го иап полковник Сидоренко получил под свое начало 28-й иап.

Де-факто полк формировали заново. Из летчиков 23-го иап осталось всего четверо: командир полка капитан (в ходе формирования получил воинское звание майор, ранее командовал 4-й эскадрильей 23-го полка) Метелкин, военный комиссар полка старший политрук Власов, капитан Некрылов и лейтенант Чуланов, остальные летчики вместе с 28-м иап убыли в состав ПВО Москвы. Полк пополнился 14 молодыми летчиками без боевого опыта и двумя опытными воздушными бойцами — майором Угрюмовым и капитаном Андреевым.