Командующий 17-й воздушной армией генерал Судец находился на аэродроме Ниш. Там он услышал взрывы, его оповестили о нападении 15 самолетов на колонну Котова. В первой атаке было уничтожено два десятка автомобилей в голове колонны, в том числе машина, в которой находился командир корпуса.
Летчики 228-й истребительной авиадивизии (228-я Павлоградско-Венская Краснознаменная ордена Суворова авиационная дивизия) побежали к самолетам. Пока Яки 886-го ИАП выруливали на старт, над аэродромом появились «Лайтнинги» 96-й эскадрильи! Американцы, увидев аэродром, сходу решили уничтожить самолеты противника на земле. Капитан Чарлз Кинг из 96-й эскадрильи ударил по грузовикам, стоявшим на краю летного поля. Но в третьей атаке левый мотор его самолета повредили огнем с земли. Еще одно попадание вывело из строя и правый мотор. Кинг выполнил аварийную посадку на поле в километре от аэродрома. Из горящего истребителя американца вытащил сербский крестьянин. Кинг получил сильные ожоги, но остался жив.
В 11 часов по местному времени взлетела дежурная пара Як-9 — ведущий лейтенант Кривоногих и ведомый мл. лейтенант Шипуля. Яки направились в сторону колонны Котова, когда третье звено 95-й эскадрильи USAAF выходило из атаки. В наборе высоты Шипуля открыл огонь по ближайшему самолету противника — ненавистной «раме». Короткая очередь пришлась на самолет мл. лейтенанта Филипа Бруера. «Лайтнинг» с собственным именем «My Fantasy» превратился в огненный шар, пилот погиб.
Лейтенант К. Кетшке из 96-й эскадрильи с высоты около 2100 м увидел атаку Шипули на Бруера. Кетшке спикировал и с высоты порядка 1000 м открыл огонь по Яку, Самолет был сбит, Шипуля погиб.
Лейтенант Кривоногих вел бой с двумя «Лайтнингами»: в наборе высоты он успел поразить самолет из 95-й эскадрильи, который задымил и вышел из боя. Летчик этой машины, Кейт Армстронг, смог долететь на одном работающем моторе до Италии.
ПВО аэродрома открыла огонь по «рамам», но по ошибке попала в свой истребитель. Як-9 лейтенанта Кривоногих упал в 3 км от аэродрома, летчик погиб.
Вскоре взлетело еще шесть Як-9 (командир эскадрильи капитан Бондарь, командиры звеньев ст. лейтенанты Сурнев, Железнов, Поциба, летчики лейтенант Жестовский и мл. лейтенант Сердюк). Основная масса американских самолетов, тем временем, оказалась непосредственно над Нишем. Эдвинсон построил свои истребители в боевой порядок круг. За происходящим наблюдали ошеломленные жители Ниша, заполонившие площадь. Яки перевалили через крепость Ниша на высоте всего 50 м, после чего стали круто набирать высоту. Американцы открыли огонь по советским истребителям.
Пролетев в непосредственной близости от «рам», Бондарь, Сурнев и Железнов разглядели на самолетах американские опознавательные знаки и не стали открывать огонь. Между тем, часть «Лайтнингов» устремилась за ними. Лейтенант Джордж Боуэрс погнался за Яком, шедшим курсом прямо на аэродром. Маневрируя, Як оторвался от Боуэрса, тогда американец обстрелял из пулеметов аэродромные стоянки. Через несколько минут «совместного маневрирования» один из американцев закричал в эфире: «Вижу одного в прицеле — у него на хвосте русские звезды!» После этого эта группа «Лайтнингов» атаки прекратила.
Два «Лайтнинга» (лейтенантов Блумера и Артона из 95-й эскадрильи) успели взять в клещи Як-9 лейтенанта Жестовского, который, в свою очередь, легко повредил самолет Артона, но сам стал жертвой Блумера. Раненый Жестовский успел покинуть горящий самолет и благополучно приземлился на парашюте на околице села Каменица в 8 км севернее Ниша.
Младший лейтенант Сердюк, после того, как оторвался от преследующей его «рамы», помог своему коллеге и сбил его противника — «Лайтнинг» мл. лейтенанта Элдона И. Кулсона из 95-й эскадрильи. Сердюк обстрелял еще один американский истребитель, но тот уклонился от трасс.
Уже зная о наличии в небе Ниша американцев, в 11 ч 10 мин взлетела пара Як-3 (ведущий капитан А. Колдунов (б/н 1711, б/н 17 белого цвета), ведомый лейтенант Красюков). Судец распорядился: «Принять все меры к предотвращению столкновения в воздухе». Летчики должны были оттянуть американцев от аэродрома, не вступая в бой. В этот момент к аэродрому подошло еще 16 «лайтнингов» из 97-й эскадрильи. С советской стороны помимо самолетов 866-го ИАП в воздухе находилась четверка Як-9Т из 897-го ИАП (ведущий капитан Лукашевич). Так как, национальность противника была уже установлена, в бой Як-9Т не вступали.
Ведомый полковника Эдвинсона лейтенант Блурок успел повредить один Як. Старший лейтенант Поциба боя не принял, а проскочил американский «круг» и пристроился к самолету Эдвинсона. Летел с ним в одном строю, покачивая крылом для демонстрации опознавательных знаков ВВС КА. Эдвинсон в конечном итоге дал команду: «It's the Russians, let's get the hell out of here» — это русские, валим отсюда к черту. После встречи в 11 ч 30 мин с самолетами 97-й эскадрильи, американцы взяли курс на свою базу. В 13 часов на аэродроме Винченца приземлились 55 «Лайтнингов».
Согласно американским данным, 82-я группа в тот день потеряла три самолета: два в бою с Яками, которые «ошибочно атаковали американские самолеты» и один «от зенитного огня во время штурмовки автоколонны». Еще пять самолетов было повреждено. Два летчика погибли, один получил тяжелые ранения. Американское командование оценило потери противной стороны как «два-три или больше Яков», На земле было уничтожено: 3 автоцистерны, 28 грузовиков, четыре штабных автомобиля, один склад, один прицеп, два локомотива. Повреждено 22 грузовика, 25 железнодорожных вагонов, одна радиостанция.
Летчик Кар вспоминал: «Мы остались без боеприпасов или почти без боеприпасов. Большой расход был при штурмовке колонны, иначе русским бы пришлось еще хуже. Сбили мы пять-семь русских Яков. Они были как мессера, но на нашей стороне были лучшая тактика и инициатива». Кар почему-то забыл главное преимущество: подавляющее численное превосходство, с учетом которого одинаковое количество потерь с обеих сторон никак не может считаться успехом американцев.