Ngày 23 tháng 5 năm 1942, Trung đoàn được lệnh di chuyển ra mặt trận và đến được căn cứ tiền duyên vào ngày 27 tháng 5. Trung đoàn được phiên chế vào Sư đoàn không quân ném bom đêm số 218, Quân đoàn không quân 4, Phương diện quân Nam. Quân số của Trung đoàn bấy giờ là 115 người - hầu hết mới chỉ từ 17 đến 22 tuổi.

Trung đoàn tham chiến lần đầu tiên vào ngày 12 tháng 6 năm 1942. Lúc 19 giờ ngày 28 tháng 6 năm 1942, trong trận đánh tại thảo nguyên sông Sal, Trung đoàn lần đầu tiên thực hiện chiến thuật mới mà về sau trở thành chiến thuật tấn công tiêu biểu của các "Phù thủy đêm". Bốn 4 chiếc Po-2 cùng xuất kích, trong đó 3 chiếc - mỗi chiếc mang theo 2 quả bom mỗi quả 100 kg ở hai bên cánh còn chiếc thứ 4 làm nhiệm vụ "mồi nhử". Đến mục tiêu là một vị trí phòng thủ của quân đội Đức Quốc Xã. Lúc này, "mồi nhử" bay trước. Nghe tiếng động cơ máy bay, quân đội Đức Quốc Xã chiếu đèn pha lên, tìm kiếm nên vô tình đã tự nguyện chỉ điểm vị trí. Thế là 3 chiếc còn lại chỉ việc nhắm vào những chiếc đèn pha ấy rồi thả bom. Tuy nhiên, trong trận này, Trung đoàn cũng có tổn tất đấu tiên khi mất 1 chiếc Po-2 vì trúng đạn.

Trong các trận sau đó, Trung đoàn tham gia các vụ đánh bom trên các tuyến vượt sông ở các đầu cầu trên sông Mius, Donetsk và sông Đông cũng như vùng ngoại ô Stavropol.

Từ tháng 8 đến tháng 12 năm 1942, Trung đoàn tham gia Chiến dịch Kavkaz, thực hiện các nhiệm vụ ném bóm bảo vệ thành phố Vladikavkaz cũng như tập kích vị trí tập kết trang thiết bị và quân đội của quân Đức Quốc xã ở Digora, Mozdok và Prokhladnaya.

Tháng 1 năm 1943, Trung đoàn thực hiện nhiệm vụ hỗ trợ đột phá các tuyến phòng thủ của quân Đức trên sông Terek cũng như các hoạt động tập kích ở thung lũng Sông Kuban và Stavropol.

Ngày 8 tháng 2 năm 1943, theo Quyết định số 64 của Dân Ủy Quốc phòng Liên Xô, Trung đoàn được tặng danh hiệu Cận vệ vì lòng dũng cảm và anh hùng của các thành viên Trung đoàn thể hiện trong các trận chiến với quân xâm lược Đức Quốc xã. Trung đoàn đồng thời cũng được chuyển qua phiên hiệu mới là Trung đoàn không quân Cận vệ ném bom đêm số 46 (tiếng Nga: 46-й гвардейский ночной бомбардировочный авиационный полк, viết tắt 46-й гвардейский нбап).

Từ tháng 3 đến tháng 9 năm 1943, Trung đoàn hỗ trợ phá đầu cầu của quân Đức tại Kuban trên Bán đảo Taman và giải phóng Novorossiysk. Trung đoàn cũng tham gia chiến dịch Không chiến tại Kuban từ tháng 4 đến tháng 7 năm 1943. Do thành tích tham chiến trong Chiến dịch giải phóng Taman, ngày 9 tháng 10 năm 1943, Trung đoàn được tặng danh hiệu "Taman" theo Quyết định số 31 của Bộ Tổng tư lệnh tối cao.[8]

Từ tháng 11 năm 1943 đến tháng 5 năm 1944, Trung đoàn thực hiện nhiệm vụ yểm trợ trên không cho bộ binh trong Chiến dịch Kerch-Eltigen như một phần của Chiến dịch Krym và giải phóng thành phố Sevastopol.

Ngày 15 tháng 5 năm 1944, Trung đoàn được chuyển thuộc Sư đoàn không quân ném bom đêm số 325, Quân đoàn không quân 4, Phương diện quân Belorussia 2. Tháng 6 và tháng 7 năm 1944, Trung đoàn tham chiến ở Belarus, tham gia ném bom các công sự của quân Đức dọc theo sông Pronya, giúp giải phóng Białystok, Cherven, Minsk và Mogilev.

Tháng 8 năm 1944, Trung đoàn hoạt động trên đất Ba Lan trong các chiến dịch nhằm trục xuất quân đội Đức Quốc Xã khỏi các thành phố Augustów, Warsaw và Ostrołęka.

Tháng 1 năm 1945, Trung đoàn tham gia Chiến dịch Đông Phổ.

Tháng 3 năm 1945, Trung đoàn tham gia vào các cuộc tấn công giải phóng các thành phố Gdynia và Gdansk.

Từ tháng 4 năm 1945 cho đến kết thúc chiến tranh, Trung đoàn hỗ trợ ném bom trong Chiến dịch Wisla-Oder.

Ngày 4 tháng 5 năm 1945, những "phù thủy đêm" bay chuyến cuối cùng, ném bom một vị trí phòng thủ của lính Đức cách Berlin 60 km. Ba ngày sau, Đức Quốc xã chính thức đầu hàng.[5]

Tuy "Phù thủy đêm" không được bay trình diễn trong cuộc diễu hành Ngày chiến thắng (9 tháng 5) ở Moskva do máy bay Po-2 của họ quá chậm nhưng những phi công táo bạo này là những người phụ nữ có kỹ năng đáng kinh ngạc và lòng can đảm vô bờ bến. Thậm chí, họ còn tổ chức lễ kỷ niệm cho phái nữ của mình bằng cách vẽ hoa ở hai bên thân máy bay và tô môi bằng bút chì điều hướng.[9]

Ngày 15 tháng 10 năm 1945, Trung đoàn bị giải thể sau khi kết thúc chiến tranh. Hầu hết các thành viên của Trung đoàn xuất ngũ và trở về cuộc sống dân sự.