Они вылетели 20 июля в составе группы под командованием Героя Советского Союза гвардии майора Андрея Федотова. Группа состояла из 12 Ла-5 и прикрывала войска 3-й и 63-й общевойсковых армий. В воздухе встретили 20 бомбардировщиков Ju.87 под прикрытием 24 Fw.190. Гитлеровцы шли лесенкой, парами, расположенными так, что каждая последующая защищала хвост предыдущей. Федотов, твердо памятуя приказ не допустить бомбардировочных ударов по наземным войскам, не задумываясь, повел своих «Лавочкиных» на врага.
— Атакуем! — последовала его команда.
В небе тут же вихрем закружился смертельный хоровод. В качестве музыкального сопровождения — рев моторов, треск пулеметных очередей. Эфир захрипел русской и немецкой речью. Были слышны команды, ругань, проклятия…
— Командир, выше два «Фокка»!
— Вижу… Атакуем!
— Ахтунг! Ла-фюнф…
— Горит, сука…
— Растуды твою мать…
— Коля! «Фоккер» на хвосте!
В этой жестокой круговерти, которую истребители называют «собачьей свалкой», Маресьев выбрал цель и ринулся в атаку. Уже можно было открывать огонь, но прежде чем нажать на гашетки, Маресьев еще раз оглянулся и увидел, что сзади к Петрову пристраивается фашист. Пришлось отказаться от завершения уже подготовленной атаки. Боевым разворотом — самым крутым, насколько хватило силы рук и возможностей рулей, Маресьев бросился назад и сверху отвлек немца от ведомого. В этот момент Петров сумел дать длинную очередь по вражескому самолету, который тут же загорелся и пошел к земле, оставляя за собой густой темный шлейф.
Маресьев вернулся на свое место в строю, попросил по радио Петрова покачать крылом. Он выполнил просьбу, а потом через минуту говорит:
— Командир, я ранен, разреши уходить.
— Хорошо, Серега, уходи, я прикрою, — дал добро на выход из боя Маресьев.
Проводив Петрова, Маресьев вернулся продолжать боевую схватку. Теперь нужно было быть вдвойне осмотрительным. И тут он заметил, как на него несется бог весть откуда взявшийся «Фоккер». Уходить некуда. Маресьев прибавляет газу. Ла-5 и Fw.190 с огромнейшей скоростью сближаются друг с другом. Самолет противника растет на глазах. Маресьев ждет смертельного удара, мгновенной смерти. Он понимает: опытный ас люфтваффе не уступит, раз решился на лобовую атаку. До крови закусывает губу, сжимается комок мускулов. До «Фоккера» метры. И у немца в последний момент сдают нервы — его самолет круто взмывает вверх. Маресьев всаживает в него короткую очередь.
А в это время Петров на поврежденной машине (кусок хвоста выдран, обрубленный конец левого крыла болтался на тросе) медленно шел на посадку. «Беда в том, что в бою мне прострелили обе ноги и повредили руку, — вспоминал впоследствии Петров. — В кабине лужа крови. Садился я на „живот“, то есть с убранными шасси, так как выбило гидросмесь и шасси выпустить было нечем. Убрал левую руку с сектора газа, взялся за прицел, чтобы головой при посадке не удариться. Винт — три лопасти, при ударе одна сложилась, и самолет перемещался, как на лыже. Конечно, посадка была сложной, так ноги и рука ранены, но Бог миловал, все обошлось».
Маресьев же в том бою сбил еще один самолет. Во время воздушной схватки он увидел, как под ним такой же Ла-5 никак не может оторваться от Fw.190. Оба виражили так, что воздушные струи срывались с консолей. Маресьев мгновенно опустил нос своего самолета и атаковал фашиста. Самолет вспыхнул и с диким воем полетел вниз. Как вскоре станет известно, Маресьев выручил командира соседнего 160-го истребительного авиационного полка майора Валерия Яманова. На войне примеров такой взаимовыручки, особенно у летчиков, было много. Не на пустом месте родились у А. Т. Твардовского эти поэтические строки, которые очень любили летчики:
Не забыл о своем спасителе и спасенный. Кавалер пяти орденов Красного Знамени, генерал-майор авиации В. А. Яманов впоследствии написал в мемуарах: «В одном из боевых вылетов под Орлом мне пришлось вести воздушный бой с противником. Атаковав со своим ведомым фашистский бомбардировщик, который оторвался от своей группы, я сам неожиданно был атакован четверкой вражеских истребителей. Отбив ведомого, гитлеровцы взяли меня в клещи. Я уворачивался от пулеметных трасс, бросал машину то в одну, то в другую сторону, но не мог вырваться из цепких „объятий“ противника. В эту минуту пришла помощь. Откуда-то сверху молниеносно свалилась на врага восьмерка наших истребителей. Их смелая атака была удачной: 3 фашистских истребителя пошли к земле. На последних каплях горючего я пришел на аэродром. Здесь позднее узнал, что меня выручила группа Алексея Маресьева».