Родился 19.11.1900 в деревне Крюково ныне Нерехтского района Костромской области в семье крестьянина. Русский. Член КПСС с 1920.

В Советской Армии с 1919. Участник Гражданской войны. В 1922 окончил курсы «Выстрел», в 1930 Военную академию имени М. В. Фрунзе. С 1933 служил в ВВС.

Участник советско-финляндской войны 1939, начальник штаба ВВС Северо-Западного фронта.

С 1940 командующий ВВС ЛВО.

С началом Великой Отечественной войны командующий ВВС Северного (с августа 1941 Ленинградского) фронта. В 1942 заместитель народного комиссара обороны СССР по авиации, с мая 1943 до конца войны командующий ВВС Красной Армии.

Главный маршал авиации (1944).

Как представитель Ставки ВГК, координировал боевые действия авиации нескольких фронтов в битвах под Сталинградом и на Курской дуге, при штурме Кенигсберга (Калининград), в Берлинской операции, проявив при этом личное мужество и героизм.

Звание Героя Советского Союза присвоено 17.4.45.

За умелое руководство авиацией в советско-японской войне 1945 награжден 8.9.45 второй медалью «Золотая Звезда».

С 1953 командовал ДА, был заместителем главкома ВВС. С 1956 — в запасе. Депутат Верховного Совета СССР 2-го созыва.

Награжден 3 орденами Ленина, 3 орденами Красного Знамени, 3 орденами Суворова 1 степени, орденами Кутузова 1 степени, Трудового Красного Знамени, 2 орденами Красной Звезды, медалями, иностранными орденами.

Бронзовый бюст установлен в Костроме, мемориальная доска — в Москве.

Умер 3.12. 1976. Похоронен на Новодевичьем кладбище.

Его имя носят Балашовское высшее военно-авиационное училище, улица в Москве, судно МРХ.