Война прервала размеренную деятельность Научно-исследовательского института гражданского воздушного флота (НИИ ГВФ). Все предприятия страны были перенацелены на работу в интересах фронта. НИИ ГВФ не был здесь исключением. Правда, прежде чем приступить к работе в новых условиях, пришлось пережить эвакуацию. Большинство подразделений института было эвакуировано в г. Казань, где они развернулись на базе Казанского авиационного института. Летно-испытательная станция перебазировалась в Тамбов. При этом была оставлена практически вся испытательная база. Но «потери» в материально-техническом обеспечении - еще полбеды. Значительная часть сотрудников покинула институт, чтобы быть там, где в трудный для страны час в наибольшей степени мог пригодиться их опыт и труд. Многие специалисты НИИ ГВФ, главным образом - летного и инженерно-технического состава, перешли на работу во фронтовые авиаподразделения ГВФ. В институте летчиков осталось в четыре раза меньше, чем было до войны. Сотрудники института были, например, в составе первой транспортной авиадивизии (на базе Московской авиагруппы) и третьей отдельной авиадивизии связи ГВФ. Всю войну полки гражданской авиации осуществляли, и довольно интенсивно, полеты по всей стране, обеспечивая связь тыла и фронта и тыловые перевозки. Среди выполнявшихся заданий были: доставка на передовые линии и к партизанам боеприпасов и вооружения, продуктов и медикаментов, обеспечение воздушной связи командования фронтов и соединений с войсковыми частями, сброс агитационных листовок на временно оккупированных фашистами территориях, вывоз с поля боя раненых, перевозка стратегического сырья, материалов, деталей и оборудования для тыловых заводов и многое другое.

Великая Отечественная война внесла существенные коррективы и в научную тематику НИИ ГВФ. Работа специалистов теперь была сконцентрирована на обеспечении нужд ВВС, авиации дальнего действия (АДД) и фронтовых подразделений ГВФ.

Уже в первые дни войны остро встала проблема восстановления поврежденной авиатехники. Боеготовность частей напрямую зависела от оперативности ремонта. Тем более, что мощности авиазаводов целиком были направлены на выпуск военных самолетов, а в ГВФ новых машин выделялось поначалу крайне мало.

Самолеты, поврежденные в бою, силами инженерно-технических работников НИИ ГВФ восстанавливались на месте вынужденной посадки и возвращались в строй.

К началу войны на Центральном аэродроме Москвы скопилось больше десятка самолетов, снятых с эксплуатации из-за выработанного ресурса. Они подлежали уничтожению, дабы не демаскировать аэродром. Однако по предложению НИИ ГВФ и при непосредственном участии его специалистов машины были восстановлены, и из них в Мячково была сформирована эскадрилья, обеспечивавшая связь генштаба с фронтами.

До войны при проектировании практически всех гражданских самолетов закладывался военный потенциал. С началом военных действий настал момент этот потенциал реализовать.

Поскольку гражданским машинам приходилось летать и за линию фронта, где вероятность встречи с истребителями противника была очень велика, были разработаны и испытаны системы их оборонительного вооружения. Для решения этой важной задачи в авиаремонтных мастерских ГВФ был создан специальный цех вооружения. Самолеты ПС-84 (Ли-2), например, оснащались экранированной турельной установкой (сверху фюзеляжа) и двумя выдвижными крупнокалиберными пулеметами по бортам. Специалисты НИИ ГВФ разработали конструкцию силового набора под вырез верхнего люка фюзеляжа самолета Ли-2 и выполнили основные расчеты, обеспечившие необходимую прочность и жесткость конструкции после установки вооружения.

После проведенных летных испытаний система вооружения была внедрена на всех самолетах Ли-2. В создании, доводке и летных испытаниях вооружения этого самолета принимали участие М.Кулик, М.Могилевский, Л.Израецкий,  В.Читаев  (инженер Московской авиарембазы ГВФ).

Военные доработки касались и других самолетов. По предложению начальника самолетного отдела НИИ ГВФ Л.Израецкого и ст. инженера Е.Гурова была разработана пулеметная установка, расположенная в нижнем левом крыле на самолетах У-2. Она предназначалась для обстрела наземных целей.

Бригадой  специалистов  института было переоборудовано 50 самолетов У-2 в так называемые  «огнеметы» - ВОМ-1,  которые предполагалось задействовать на переднем крае боевых действий. Кроме того, на эти машины устанавливалось дополнительное ночное оборудование. В этой работе участвовали те же Л.Израецкий и Е.Гуров, а также Н.Греков. Работала система так: с самолета сбрасывались изобретенные специалистами НИИ ГВФ клеенчатые кассеты с находящимся внутри горючим составом и мелкими осколочными бомбами. Такие кассеты легко изготавливались на месте, были просты по конструкции и очень эффективны.

Специалисты отдела горюче-смазочных материалов института, кстати, в первые, самые трудные месяцы войны привлекались и к не совсем авиационной работе - они готовили бутылки с зажигательной смесью для борьбы с вражескими танками

Велись работы и по пересмотру летных ограничений, установленных еще в мирное время и потому щадящих. Так, НИИ ГВФ проводил испытания самолетов У-2, П-5 и Ли-2 с увеличенным взлетным весом и готовил документацию по их эксплуатации в условиях военного времени. По новым нормам взлетный вес самолета Ли-2 удалось увеличить более чем на тонну, а У-2 - почти на двести килограммов.

Летчики НИИ ГВФ привлекались и для перегонки боевых самолетов с заводов-изготовителей на фронт.

К концу 1941 года первый, ошеломительный натиск немецких войск потерял силу. Появилась возможность проанализировать первый опыт войны и собраться с силами. Острая нехватка всего и вся, да еще в условиях массовой эвакуации промышленности, вынуждала искать нетрадиционные решения.

Большая часть боевых действий бомбардировочной и транспортной авиации стала осуществляться под покровом ночи. Это объяснялось тем, что самолеты этих назначений не могли противостоять вражеским истребителям в силу превосходства противника в воздухе.

Самолеты Ли-2, оснащавшиеся на первых порах только оборонительным вооружением, стали основой для формирования полноценных бомбардировочных полков, главным образом - Дальней авиации.

Помимо самолетного оборудования, необходимого для ночных полетов, создавались и отрабатывались наземные средства. В самом начале Великой Отечественной войны под Москвой в районе деревни Куркино специалистами НИИ ГВФ был создан мощный Центральный радиопеленгаторный узел. Он обеспечивал навигацию полетов всех формирований гражданской авиации, обслуживавших фронты, включая полеты в глубокий тыл противника. За один только 1942 год узел осуществил проводку 1664 вылетов в тыл противника самолетов Ли-2 первой авиадивизии ГВФ.

1943 год стал переломным в войне. После окончания Сталинградской битвы на немецких аэродромах внутри кольца осталось много немецкой авиатехники. Таким образом парк ГВФ пополнился несколькими десятками транспортных самолетов Ю-52. Правда, почти все они требовали восстановительного ремонта, и коллектив НИИ ГВФ возглавил эту работу.