Στις 6 Ιουνίου του 1920, εξαιτίας των τουρκικών επιθέσεων εναντίον βρετανικών δυνάμεων στη Νικομήδεια, δόθηκε εντολή στα ελληνικά στρατεύματα να προχωρήσουν προς κατάληψη της σιδηροδρομικής γραμμής μέχρι την Πάνορμο και να διαλύσουν τις εχθρικές δυνάμεις στα ανατολικά του μετώπου. Οι επιχειρήσεις ξεκίνησαν στις 9 Ιουνίου με την εξόρμηση του Ελληνικού Στρατού προς Αξάριο, Σόμα, Φιλαδέλφεια και Πάνορμο. Σε αυτές τις επιχειρήσεις η Ναυτική Αεροπορία εξετέλεσε αποστολές αναγνώρισης και πολυβολισμού εχθρικών θέσεων. Σε μία από αυτές βρήκε τον θάνατο ο σημαιοφόρος Ιωάννης Τζεράχης ενώ πολυβολούσε από πολύ χαμηλό ύψος στο Σαραχανλί. Η Ναυτική Αεροπορία επιχειρούσε επιτυχώς, υποβοηθώντας τον μαχόμενο Στρατό στις επιχειρήσεις για την κατάληψη των πόλεων Πάνορμο και Προύσα.
Μετά την κατάληψη της Προύσας, ακολούθησε μία περίοδος στασιμότητας στο μέτωπο μέχρι τα μέσα Ιουλίου του 1920. Σε αυτήν την περίοδο, οι αεροπορικές δυνάμεις της Ελλάδος αναδιοργανώθηκαν. Στις αρχές Ιουλίου η Γ΄ Μοίρα της Στρατιωτικής Αεροπορίας υπό τη διοίκηση του Υπολοχαγού Οικονομάκου μεταστάθμευσε στη Προύσα, όπου ενισχύθηκε από αεροσκάφη της Β΄ Μοίρας και από προσωπικό της Ναυτικής Μοίρας. Οι δυνάμεις της Γ΄ Μοίρας ενισχύθηκαν ακόμη περισσότερο με την προσκόλληση σε αυτήν του Ναυτικού Αεροπορικού Αποσπάσματος δυνάμεως 5 αεροσκαφών που έδρευε από 28 Ιουνίου στην Πάνορμο. Στις 18 Ιουλίου συγκροτήθηκε το Μικτό Αεροπορικό Απόσπασμα Φιλαδέλφειας από προσωπικό και αεροσκάφη της Στρατιωτικής και Ναυτικής Αεροπορίας.
Οι συνεχείς επιτυχίες του Ελληνικού Στρατού ανάγκασαν την σουλτανική κυβέρνηση να αποδεχθεί του όρους της Συνθήκης Ειρήνης, την οποία είχαν επιδώσει οι Σύμμαχοι από τις 11 Μαΐου. Στις 10 Αυγούστου του 1920, υπεγράφη η Συνθήκη των Σεβρών, με την οποία παραχωρούνταν στην Ελλάδα, η Ανατολική Θράκη πλην Κωνσταντινούπολης και Τσατάλτζας και η περιοχή της Σμύρνης. Για την εφαρμογή της όμως οι Σύμμαχοι δεν ανελάμβαναν καμία υποχρέωση και το βάρος έπεσε στον Ελληνικό Στρατό. Επειδή απαραίτητη προϋπόθεση για την εφαρμογή της Συνθήκης ήταν η ήττα του Κεμάλ, τα ελληνικά στρατεύματα αμέσως προέβησαν σε νέες στρατιωτικές επιχειρήσεις.
Οι επιχειρήσεις άρχισαν στις 13 Αυγούστου και κορυφώθηκαν στις 15 Αυγούστου με την κίνηση του Α΄ Σώματος Στρατού προς Ουσάκ. Η αεροπορική υποστήριξη παρασχέθηκε εξ ολοκλήρου από το Μικτό Αεροπορικό Απόσπασμα Φιλαδέλφειας, το οποίο ενισχύθηκε με την Ναυτική Αεροπορική Μοίρα Σμύρνης. Πλέον το Απόσπασμα διέθετε οκτώ χειριστές (4 της Στρατιωτικής και 4 της Ναυτικής Αεροπορίας), πέντε παρατηρητές (2 της Στρατιωτικής και 3 της Ναυτικής) και επτά αεροσκάφη, από τα οποία τα τέσσερα ήταν ετοιμοπόλεμα. Στις επιχειρήσεις του Ουσάκ οι αεροπορικές δυνάμεις βομβάρδισαν την πόλη, ενώ οι σημαιοφόροι Χαλκωματάς και Μπούκας κατόρθωσαν να βομβαρδίσουν το εχθρικό αεροδρόμιό της. Παράλληλα υπήρξε πολύ σημαντική η συνεισφορά των αεροπορικών δυνάμεων στο τομέα των αναγνωρίσεων, καθώς υπεδείκνυαν στα πεζοπόρα τμήματα τις θέσεις των Τούρκων.
Τον Νοέμβριο του 1920, η πολιτική κατάσταση στην Ελλάδα άλλαξε. Ο Ελ. Βενιζέλος έχασε την πλειοψηφία και κυβέρνηση σχημάτισε ο Δ. Ράλλης. Η νέα κυβέρνηση επανέφερε με δημοψήφισμα τον βασιλέα Κωνσταντίνο. Μετά από αυτές τις εξελίξεις, οι κυβερνήσεις της Γαλλίας και Ιταλίας βρήκαν την αφορμή να εκδηλώσουν πιο ανοικτά την αντίθεσή τους στις ελληνικές θέσεις. Η Μ. Βρετανία συνέχισε να κρατά επιφυλακτική στάση χωρίς να τάσσεται ούτε υπέρ ούτε κατά της Ελλάδος. Στον στρατιωτικό τομέα, μετά την άνοδο της νέας κυβέρνησης παραιτήθηκε ο αρχιστράτηγος Λεωνίδας Παρασκευόπουλος και τη θέση του πήρε ο Στρατηγός Αναστ. Παπούλας. Την παραίτηση Παρασκευόπουλου ακολούθησαν παραιτήσεις πολλών άλλων αντιφρονούντων αξιωματικών. Το Γενικό Στρατηγείο μετονομάστηκε σε Στρατιά Μικράς Ασίας (Σ.Μ.Α.).
