沙俄海军在一战期间高度重视海军航空兵的发展，专门改装的水上飞机母舰在战争中发挥的作用明显超出战前预期，成功完成了侦察、轰炸、护航、空战、反潜巡逻、掩护两栖登陆等任务。到了1917年底，黑海舰队与波罗的海舰队所属海军航空兵师分别拥有飞机152架和88架，成为一支重要的作战力量；如果算上航空器以及在海军航空学校（飞机24架）的飞机，此时的俄罗斯海军航空兵拥有飞行器269架。
一战期间波罗的海舰队鹰号水上飞机母舰
1918年3月，由于德军进驻芬兰，红海军不得不取消和撤退了在阿博-奥兰德（Або-Олаидсрои）的通讯联络站，在柳佩尔特（Люперте）、卡兹别尔格（Казберге）和捷格尔（Дегере）的航空站。4月27日，海军总司令部第355号命令下令解散了波罗的海舰队海军航空兵师。而原先实力更强的黑海舰队航空兵师由于德国的入侵而全部损失。
当波罗的海舰队完成著名的“冰上撤退”之后，利用抢救出来的航空器材组建了1个特种任务旅，下辖3个大队，分别是奥拉宁鲍姆水上飞机大队、红村歼击机大队和萨马拉水上飞机大队，一共拥有27架飞机。很快他们就和当时最强大的英国海军在彼得格勒城下进行了较量。
1919年5月13日-9月27日彼得格勒保卫战示意图
1919年5月，尤登尼奇部队在爱沙尼亚境内集结后，开始从纳尔瓦地段至金吉谢普-维玛林恩-加特契纳-红村方向进攻，以期抵达通往彼得格勒的南方通道和附近的交通线。同时，白卫军的沿岸部队在英国舰队支援下进攻红山-奥拉宁包姆方向，以期绕过红军右翼，进入从西北掩护彼得格勒要冲的喀琅施塔得要塞后方。4月26日，芬兰部队开始突破奥罗涅茨，5月13日在纳尔瓦地段突破红军防线。防守该地的红军第7集团军在敌军进攻下不得不向彼得格勒撤退。5月17日，敌军占领扬堡（金吉谢普）。5月25日，红军从普斯科夫开始后撤。此时白卫军距离彼得格勒的直线距离只有40千米。此时波罗的海舰队航空兵共有67架飞机和106名飞行员。
6月12日，白卫军占领科瓦希，距离灰马和红山炮台仅7-8千米。6月13日，红军战线右翼的“灰马”和“红山”炮台发生叛乱。在向叛乱者发出停止叛乱号召无果后，波罗的海舰队革命军事委员会和彼得格勒国防委员会决定从海上和陆上对两个炮台实施突击。为此，舰队出动了8艘舰艇和里夫炮台的守备部队、水兵与红军战士组成海岸集群以及10架水上飞机。6月14日早晨，海军航空兵起飞1架飞机对叛乱的2个炮台进行了侦察并投下了27公斤*弹炸**。6月14日11时15分，1架水上飞机出发侦察了通往喀琅施塔得的海上要冲，并空投了不少传单。21时-22时，飞机轰炸了红山炮台，投弹300公斤且发射*弹子**7000发。 轰炸结束后，叛乱的2个炮台用305毫米火炮对奥拉宁鲍姆和彼得戈夫进行了炮击。为了防止飞机遭到无谓的损失，红海军紧急转移了在科列斯托夫斯基和古图耶夫斯基机场的飞机。
平定红山炮台叛乱示意图
6月15日凌晨3时15分开始，红海军战列舰与巡洋舰就开始对炮台进行猛烈射击，而陆上进攻部队也在炮火掩护下发起了进攻。6月16日0时30分，红军夺回红山炮台；12时30分夺回灰马炮台。参战的波罗的海舰队海军支队与海军航空兵飞行员得到了波罗的海舰队军事革命委员会的嘉奖，全文如下：
“转告所有海军指战员们：在无产阶级对阵世界反革命的斗争中波罗的海舰队的红色水兵们获得了光荣的桂冠！6月16日，有强大陆上、海上和空中力量掩护的红山与灰马炮台再次被我们占领。红色共产主义的旗帜再次在我们的要塞中飘扬 ！”
6月17日，这次作战的功臣之一巡洋舰“奥列格”号被英国鱼雷艇击沉。
1914年4月的奥列格号巡洋舰
之后6月份的作战集中在维德利察区域。当时，芬兰的“奥格涅茨志愿军”在4月21日占领了维德利察，并建立了为保障日后进攻的后方基地。奥涅加湖区舰队航空兵的飞行员为登陆的部队及时提供了侦察的情报。在区舰队的舰艇和飞机协助下，红军步兵第1师奥格涅茨地段部队在6月27日顺利收复维德利察并在7月8日将对方逐出了国境线。
随后，海军航空兵的水上侦察机发现了芬兰湾的英国水上飞机运输舰“报复”（Vindictive）号，它可以运载12架水上飞机。8月6日，海军航空兵4架轰炸机在2架歼击机掩护下空袭该舰，予敌以重创。
Vindictive “报复”号，属于英国 “霍金斯”（Hawkins）级，原名 “卡文迪许”（Cavendish）号，1916年6月29日开工，1918年1月17日下水，1918年10月1日服役 ，6月改名为现名。主尺寸184.52×19.82×5.88，标准排水量9545吨，满载排水量12600吨，功率6万马力，航速30节，续航力6200海里/14节。装备4门190毫米主炮、8门76毫米副炮和6具533毫米鱼雷发射管，搭载6-12架水上飞机。
该舰1919年7月2日加入在波罗的海的英国舰队。7月6日在塔林附近浅滩搁浅。7月30日派出飞机袭击了喀琅施塔得。8月17-8月18日派出飞机协同鱼雷艇攻击了喀琅施塔得。同年12月回到英国。
1923年该舰拆除飞行甲板，继续做为巡洋舰使用。1937年9月做为训练舰。二战爆发后1939年10月进行现代化改装做为舰队修理船。1945年9月8日退役，1946年1月24日拆解。
报复号水上飞机运输舰
整个作战中，奥涅加湖区舰队航空兵作战飞行76小时，投弹30吨。
在波波夫岛的熊山基地，红军俘获了白卫军的1个航空兵支队，共有6架水上飞机和9架战斗机，它们全部移交给了海军航空兵。
1919年8月上半月，英军和白卫军航空兵经常空袭红军喀琅施塔得基地和红山炮台，而在彼得戈夫的海军航空兵基地也多次受到了空袭。波罗的海舰队航空兵派出库兹涅佐夫（Е.В.Кузнецов）进行侦察飞行以发现敌军航空基地。经过几次飞行，他发现对方基地位于芬兰科伊维斯托。此时，芬兰并未与苏维埃俄国处于战争状态，但该地区存在白卫军飞行基地却是事实。
红海军M-5机群
根据侦察得到的情况，波罗的海舰队命令所属海军航空兵彻底摧毁该基地。随后，舰队航空兵在奥努菲利耶夫（А.П.Онуфриев）率领下出动3-14架编队，先后8次空袭该地，共对该航空基地和周围投弹120吨，彻底摧毁了该基地并炸毁了城市的1辆装甲列车。白卫军不得不重新寻找新的航空基地，对于喀琅施塔得和彼得格勒的空袭也只能暂时中止。
8月17日-8月18日，英国出动8艘鱼雷艇和水上飞机母舰“报复”号袭击喀琅施塔得。英国鱼雷艇击沉了巡洋舰“亚速”号，重创战列舰“安德烈-佩沃兹万尼”号，飞机重创了1艘扫雷艇和2艘辅助船。英国方面只损失了3艘鱼雷艇。虽然红军8月份在海上遭受损失，在陆上却是捷报频传，8月5日红军第7集团军主力解放扬堡（金吉谢普），8月26日第15集团军解放普斯科夫。
8月初英国飞机对喀琅施塔得的航拍照片
1919年9月28日，尤登尼奇再次进攻彼得格勒。白卫军沿着扬堡（金吉谢普）-加特契纳-彼得格勒公路进攻，形势再次严峻。白卫军突破第7集团军防御后，10月10日再次占领扬堡（金吉谢普），10月16日占领红谢洛，在10月20日前占领了加特契纳和红村，并进至彼得格勒近接近地。10月15日，俄共（布）中央政治局召开会议，做出特别决议，“决不放弃彼得格勒。。。动员一切力量到前线。。。”。此时，北方面军航空兵支队共有3个大队，在彼得格勒前线有17架飞机-其中7架属于海军航空兵。
9-10月，海军航空兵积极在利戈夫、红村、罗普沙一带进行侦察和袭扰任务。9月2日，6架水上飞机空袭了白卫军基地，投弹16.5公斤；9月7日，7架水上飞机再次空袭白卫军部队，投弹25公斤；10月5日，出动轰炸了白卫军艇船；10月11日，侦察发现白卫军11艘运输船在5艘军舰护航下准备给登陆的白卫军部队提供支援。海军航空兵紧急出动，最终白卫军计划只得流产。10月21日，第7集团军在波罗的海舰队舰艇与航空兵支援下转入*攻反**，最终在1919年12月，红军彻底击败了尤登尼奇。
1919年10月塔林附近巡逻的英军舰队
在此期间，舰队航空兵旅共作战飞行307小时，侦察出动189架次，轰炸出动46架次，投弹460公斤并发射*弹子**9000发以及8吨传弹。此外，白卫军共空袭59架次，其中成功46架次，红海军航空兵损失了14架飞机。1919年12月11日，在波罗的海舰队海军军人纪念大会上，舰队军事委员会公布自身损失舰艇8艘和飞机1架、英国损失舰艇13艘和飞机2架、白卫军损失舰艇3艘和飞机2架。为了表彰舰队航空兵的功勋，航空兵旅第1支队获得了波罗的海舰队革命军事委员的红旗，一边写着：“天空深处的雄鹰-苏联的忠实守护者”，另一边写着：“授予革命战功”。
在整个保卫战中，舰队航空兵单机出动空袭敌舰和敌基地20余次，损失了1架飞机。