1 августа 1938 года на японские позиции было совершено 5 авианалетов. Бомбометанию и пулеметному обстрелу подверглись: дорога у Дигашеди, по которой выдвигались резервы противника, высоты «68,8» и Заозерная. При этом один самолет СБ был поврежден осколками своих бомб, загорелся и упал. Выпрыгнуть с парашютом успел лишь один член экипажа.
В 7 утра 2 августа 1938 года советская авиация предприняла попытку нанести удар по высоте Заозерной. В налете принимали участие 59 самолетов: 22 СБ, 17 Р-5ССС, 7 P-Z и 13 И-15. Обнаружив в районе боевых действий туман, от бомбардировки были вынуждены отказаться, так как из-за плохой видимости был велик риск нанесения удара по своим частям. Самолеты легли на обратный курс и сбросили неиспользованные бомбы на один из полигонов. В 8 утра другая группа самолетов из 24 СБ нанесла удар из-под кромки облаков с высоты 200 метров по западным склонам высоты Заозерной. Противнику удалось ружейно-пулеметным огнем повредить один самолет, но он смог вернуться на свой аэродром. До конца дня 7 самолетов (6 P-Z и один И-15) нанесли бомбовый удар по сопке Богомольная.
С 3 по 5 августа 1938 года из-за непогоды авиация практически бездействовала. Вспоминает Герой Советского Союза маршал авиации Г.В. Зимин: «Наша эскадрилья перебазировалась в район озера Хасан на аэродром Барабаш. Туда же были перемещены еще четыре авиационные эскадрильи. На маленьком полевом аэродроме, с двух сторон зажатом горами, находились семьдесят пять самолетов. ...5 августа 1938 года был получен приказ, в котором говорилось: 6 августа в 9.00 наземные войска переходят в наступление. За 10—15 минут до этого времени необходимо нанести по сопке Заозерной бомбовый удар. После 9.00 бомбометание запрещалось. Тот, кто не успеет отбомбиться по целям, должен сбросить бомбы в залив.
К концу дня... на наш аэродром прибыл командующий ВВС Приморской группы Дальневосточного фронта комдив П.В. Рычагов. Он уточнил задачу, поинтересовался тем, как готовы летчики в эскадрильях к выполнению боевого задания... Старшим всей группы командующий назначил меня. Я доложил комдиву, что в нашей группе есть капитан, командир эскадрильи из ВВС Тихоокеанского флота. Рычагов спокойно выслушал и так же спокойно подтвердил свое решение: старшим он назначал меня...
6 августа с утра был густой туман. Примерно за час до взлета он несколько приподнялся, однако высота его нижней кромки не превышала 50—60 метров. Я волновался. Условия для взлета и посадки на аэродроме были и без того непростые. А как подготовлены летчики других эскадрилий, я не знал...
Летчик, посланный на разведку, благополучно вернулся... Собрав командиров, я уточнил: взлет звеньями в плотном строю, сбор всей группы — за облаками, на высоте 3500 метров по маршруту. Остальное было проработано накануне.
Взлетаю первым. Самолет — с бомбовой нагрузкой. Он потяжелел, и управлять машиной нелегко. Летчики идут плотным строем за мной. Над заливом через появившиеся "окна" проходим облачность и на высоте 3500 метров берем курс к сопке Заозерной. Там наибольшая концентрация войск противника, эту сопку нам и надо бомбить. Я уменьшил скорость, чтобы вся группа могла собраться в боевой порядок. Но какая облачность у цели, найдем ли сопку?.. Перед целью все должны перестроиться в колонну звеньев. Бомбометание следовало производить звеньями с пикирования. Моя эскадрилья после выполнения задания должна была набрать высоту и прикрыть при случае все остальные самолеты группы от атак японских истребителей.
Погода улучшилась, но бомбить нам все же не пришлось, поскольку наша группа подошла к цели только к 9.00. Японские зенитчики успели открыть огонь, и несколько наших самолетов получили повреждения. Но сбитых не было. Мы развернулись, вышли в указанный район и, сбросив бомбы, пошли на свой аэродром»{19}.
Столь неэффективные действия авиации в районе боевых действий вызвали гнев руководителя страны. Сталин по прямому проводу связался с маршалом Блюхером и потребовал поднять бомбардировщики. Блюхер, ссылаясь на нулевую видимость из-за сильнейшего тумана, опасался поражения мирного населения на сопредельной полосе и больших потерь самолетов во время возможных аварий при посадке. Сталин неоднократно прерывал доклад маршала и упрекал его и Рычагова в нежелании воевать. В адрес последнего он сделал несколько оскорбительных замечаний, заявив, что тот умеет воевать лишь «против каких-то там фалангистов и марокканцев».
Утром 6 августа 1938 года над озером Хасан стоял плотный туман, что помешало использовать авиацию. Когда туман рассеялся, в воздух были подняты 89 СБ. Им была поставлена задача нанести бомбовые удары по японским позициям на высотах Заозерная, Безымянная и Богомольная. Необходимо также было подавить артиллерийские батареи, расположенные на японской стороне. Разбившись в воздухе на группы с интервалом в 5—10 минут, бомбардировщики стали выходить к целям. Последняя группа из 44 СБ отбомбилась в 15 часов 30 минут. Огнем японской зенитной артиллерии был сбит один самолет. Второй, подбитый, дотянул до своего аэродрома.
В 16 часов 30 минут высота Заозерная подверглась очередному массированному налету советской авиации. В нем принимали участие 86 самолетов (41 бомбардировщик ТБ-3, 30 истребителей И-15 и 25 истребителей И-16). Прикрывая работу бомбардировщиков, истребители нанесли штурмовые удары по позициям японских зенитчиков. Тяжелые бомбардировщики ТБ-3 сбросили на вражескую оборону бомбы разного калибра, в том числе 6 штук весом по одной тонне. От разрывов бомб высоту Заозерную заволокло тучами пыли. Многие японские солдаты погибли, другие были контужены ударной волной и засыпаны землей. Бомбардировка привела агрессоров в состояние шока. Японцы не сразу смогли привести свои ряды в порядок и запоздало открыли огонь по перешедшим в наступление красноармейцам. Тем не менее враг оказывал яростное сопротивление. Несмотря на это, к исходу дня 6 августа 118-й полк 40-й стрелковой дивизии овладел частью высоты Заозерная, где было водружено советское знамя. До 19 часов 6 августа советская авиация работала мелкими группами, поддерживая наступление наземных войск.
Ввиду того, что японская авиация практически не участвовала в боевых действиях, советские истребители И-15 стали наносить штурмовые удары по обороне противника и его ближним тылам. С 18 часов 30 минут 7 августа 1938 года И-15 приступили к постоянному патрулированию над передовой. В воздухе находилось до 40 истребителей. Самолеты расстреливали передвигавшиеся группы японских солдат, орудийные и пулеметные расчеты, окопавшиеся на высотах. Бомбардировщики СБ за день совершили 115 вылетов.
8 августа советская авиация продолжила обработку вражеских позиций. И-15 совершили за день 110 самолето-вылетов. СБ мелкими группами производили бомбардировку позиций японской артиллерии в районах Намченсандон, Чуюсандон и Хомоку. Были нанесены удары по пехоте западнее высоты Безымянной и по артиллерии в районе Нанбон. В результате столь активных действий советской авиации движение по дорогам в ближнем тылу противника в светлое время суток полностью прекратилось. Самолеты гонялись даже за небольшими группами людей, отдельными повозками или всадниками. В 15 часов 15 минут в штабе фронта была получена телеграмма наркома обороны. В ней запрещалось массированно использовать авиацию, так как «летать скопом без большого толку не только бесполезно, но и вредно». С 9 августа 1938 года активность советских ВВС была резко снижена.
10 августа 1938 года в результате кровопролитных боев враг был разбит, а советская территория была освобождена. За время боевых действий у озера Хасан Военно-воздушные силы Приморской группы совершили более тысячи самолето-вылетов. Врагу удалось зенитным огнем сбить 2 самолета: один СБ и один И-15. В Приказе народного комиссара обороны СССР от 4 сентября 1938 года № 0040 отмечалось, что «японцы были разбиты и выброшены за пределы нашей границы только благодаря боевому энтузиазму бойцов, младших командиров, среднего и старшего командно-политического состава, готовых жертвовать собой, защищая честь и неприкосновенность территории своей великой социалистической Родины, а также благодаря умелому руководству операциями против японцев тов. Штерна и правильному руководству тов. Рычагова действиями нашей авиации». За умелое руководство авиационной группировкой во время боев у озера Хасан 8 декабря 1938 года комбриг П.В. Рычагов был награжден вторым орденом Красного Знамени.
В сентябре 1938 года, после расформирования управления Дальневосточного фронта, Рычагов был назначен командующим ВВС 1-й Отдельной Краснознаменной армии.
9 февраля 1939 года П.В. Рычагову было присвоено воинское звание «комдив». В ноябре 1939 года в связи с начавшейся советско-финляндской войной он был отозван с Дальнего Востока и назначен командующим ВВС 9-й армии. Руководимая им авиационная группировка насчитывала в начале войны всего 39 самолетов, из них 15 истребителей. Затем она была усилена 10-й скоростной бомбардировочной авиабригадой, Особой авиагруппой комбрига И.Т. Спирина, 145-м и 152-м истребительными авиаполками, 33-й отдельной разведывательной авиаэскадрильей и 3-м транспортным авиаполком{20}.