Когда Супрун приземлился, техники, механики, инженеры подхватили пилота на руки и донесли к аэродромному казино. Немецкие пилоты признались, что в этом вылете они впервые увидели такие высокие лётно-технические возможности их самолёта.
С. П. Супрун в Германии.
Во время пребывания нашей делегации в Германии, на один из немецких аэродромов перегнали захваченный где-то новый английский истребитель «Спитфайр». Супрун получил разрешение полетать и на нём. Пробитый несколькими пулями, потрёпанный «Спитфайр» послушно вёл себя в небе. Своими мыслями об этом самолёте Степан Павлович поделился в институте. Отчитываясь о полётах на «Мессершмитте-109» и «Хейнкеле-100», Супрун добавил описание «Спитфайра»: «Самолёт очень простой на взлёте и посадке благодаря малой скорости. Простой при выполнении фигур высшего пилотажа, имеет хорошую стойкость. Мал запас горючего. Винт не автоматизирован, нет крупнокалиберного пулемёта или пушки. Не очень чисто сделан, недостаточная горизонтальная скорость».
20 мая 1940 года Степану Супруну было присвоено звание Героя Советского Союза. Ему была вручена медаль «Золотая Звезда» № 461.
По возвращении из Германии, он вёл напряжённую работу по испытанию новых истребителей МиГ-3 и ЛаГГ-3. Так, 15 — 27 июня 1940 года, вместе со Стефановским, проводил государственные испытания самолёта ЛаГГ-3. Будучи ведущим лётчиком — испытателем, он убедился, что истребитель неустойчив в полёте, а посадка на нём опасна. В мае 1941 года он приступил к испытаниям модернизированного истребителя Як-1М. Выполнив цикл полётов, он остался очень доволен этой машиной.
В этот период Степана Супруна дважды рекомендовали на должность командира авиационной дивизии, а также помошника командира истребительной бригады или помошника начальника НИИ ВВС по лётной части. Он обещал подумать о этих предложениях, но война сломала все планы на будущее…
Начало Великой Отечественной войны застало Супруна во время отдыха в Сочи. Уже на рассвете 23-го он был в Москве. По пути домой у него возникла мысль о создании боевых полков из лётчиков-испытателей. Добившись разрешения Сталина, он срочно приступил к их формированию. С заводов были затребованы новейшие самолёты: МиГ-3, ЛаГГ-3, Ил-2, ТБ-7.
27 июня 1941 года было принято решение о формировании 6 полков особого назначения (2 истребительных авиаполка на МиГ-3, 2 бомбардировочных авиаполка на Пе-2, штурмовой авиаполк на Ил-2, дальнебомбардировочный авиаполк на ТБ-7) и отдельной разведывательной эскадрильи.
В 3 дня, отпущенные на формирование, уложиться было трудно. Полки были укомплектованы примерно наполовину. Оставив на хозяйстве своего заместителя подполковник С. П. Супрун с неполным полком срочно вылетел на фронт.
Прибыв на лесной аэродром Зубово в районе Бобруйска, полк, что называется с ходу, включился в боевую работу. Сразу же после приземления на фронтовом аэродроме они были обнаружены немецким самолётом — разведчиком Ju-88. Не теряя времени Супрун поднял свой МиГ-3 в воздух. Немец, заметив советский истребитель, начал уходить с набором высоты, создав Супруну идеальные условия для атаки — МиГ-3 создавался, именно, как высотный истребитель. Поэтому Спепан Павлович легко догнал «Юнкерс» и несколькими очередями расстрелял его. Приземлившись Супрун приказал как можно быстрее зарядить пулемёты и заправить горючим свой самолёт.
— Первого разведчика немцы уже не дождутся, — Супрун зорко посмотрел на небо, улыбнулся. Затем строго произнёс: — Нам надо перехватить и второго. Вышлют обязательно…
Вскоре появился второй «Юнкерс». На глазах своих подчинённых, почти над аэродромом, он сбил второй самолёт.
На следующий день поступил приказ на уничтожение вражеских переправ через реку Березина. Супрун предложил атаку произвести штурмовку истребителями. Внезапный налёт двух эскадрилий вызвал панику среди немецких войск. В считанные минуты переправа была разбита, но при атаке зенитной артиллерией был сбит и взорвался в воздухе самолёт старшего лейтенанта Кругликова. Это была первая потеря полка.
Лишь за первые 4 дня боёв, лётчики уничтожили в воздушных схватках 12 самолётов противника (из них 4 — на счету командира), много живой силы и техники. Почти все боевые вылеты полка производились под прямым руководством Супруна. Всё это время он постоянно летал на истребителе МиГ-3 с бортовым номером «13».
Командуя 401-м истребительным авиаполком, он учил своих подчинённых мастерству ведения боя, призывал их использовать скоростные возможности «МиГов», заманивая противника вверх. Первым применил истребители для штурмовки переправ, ориентировал полк на борьбу с одиночными низколетящими самолётами, ввёл строгий порядок и дисциплину — лётчики дежурных звеньев каждый момент были готовы к вылету по тревоге.
По воспоминаниям командира 1-й эскадрильи полка В. И. Хомякова, за эти 4 дня было два случая, когда Степан Павлович в одиночку вёл бой с 6 и 4 немецкими истребителями. В обоих случаях Супрун был уверен в себе и своей боевой машине. Эта уверенность тогда показалась кое-кому чрезмерной. Но командир полка оказался верен своим принципам до конца. Он лично летал на разведку, каждый раз подымался со своими лётчиками в небо, ведя их на сопровождение бомбардировщиков или схватку с вражескими истребителями.
Вот краткая хроника действий полка за эти дни:
30 июля — в первый же день прибытия на фронт, Супрун лично сбил 2 самолёта — разведчика противника.
1 июля — нанесение штурмовых ударов по переправам через Березину. В воздушных боях сбито 4 самолёта противника, 1 из которых (Ме-110) — лично Супруном. Свои потери — 1 самолёт, лётчик которого погиб.
О своей победе над многоцелевым самолётом Ме-110, он рассказывал так:
«Немцы не придумали ничего нового ни в тактике, ни в авиационной технике… Что касается моей встречи с Ме-110, не скрою, это был не простой бой. По всему чувствовалось, что имею дело с опытным пилотом. Атаковал я его сзади. Однако в первой атаке промахнулся и проскочил мимо. Он погнался за мной, открыв огонь из пушек. Пришлось уходить вверх. Мне было известно, что Ме-110 за «МиГом» в набор высоты не угонится. А вот противник, по всей вероятности, этого не знал и полез очертя голову вверх. Не снижаясь, я немного отвернул вправо. Увлечённый атакой, он тоже начал в наборе кренить машину в ту же сторону. А потом, потеряв скорость, свалился на крыло, что мне и нужно было. Переворотом я зашёл к нему снизу и нанес смертельный удар».
2 июля — полёты на разведку и сопровождение бомбардировщиков. Уничтожено 4 самолёта.
3 июля — уничтожение 2-х переправ через Березину, железнодорожного моста и много вражеской техники и живой силы. При штурмовке вражеского аэродрома — сожжено на земле 17 самолётов, склады с ГСМ и боеприпасами. В воздушных боях сбито 4 самолёта.
4 июля — утром в паре с лейтенантом Остаповым Супрун летал на разведку, затем 2 раза — на сопровождение бомбардировщиков. После полудня — 4-й вылет в район Борисова, опять на сопровождение. Перед этим вылетом он подошёл к инженерам эскадрилий Н. С. Павлову и А. А. Манучарову, пожал плечами и сокрушённо сказал:
— Ребята, я сегодня себя не узнаю. Вот уже вылетаю в 4-й раз, а пока не сбил ни одного самолёта противника.
Четвёртый вылет оказался для Супруна последним. Возвращаясь на аэродром, в паре с Остаповым, он произвёл разведку боевой обстановки. Остапов заметил в небе вражеский четырёхмоторный дальний бомбардировщик FW-200 и атаковал его, но был сбит огнём противника (вернулся в полк пешком через 2 суток).
Супрун, оставшись в одиночестве, принял решение продолжать полёт. Вскоре он в облаках обнаружил второй «Кондор» (так наши лётчики называли FW-200). Не разглядев сопровождающих бомбардировщик истребителей, Супрун бросился в атаку. Во время выхода из неё пуля немецкого стрелка попала ему в грудь.
