לאחר שהסתיים מבצע "מוקד" בהצלחה, בשעה 9:00, ובשעתיים שלאחר-מכן, חילות-האוויר של סוריה וירדן התכוונו לתקוף את ישראל, ולכן הוחלט להמשיך ולתקוף ב גל שני מטרות במצרים. הפגיעות עד כה במטוסי חיל-האוויר היו חמורות פחות ממה ששוער. הקצינים הטכניים בטייסות קיבלו דיווחים על הפגיעות עוד כשהמטוסים הפגועים היו באוויר, והכינו את חלקי החילוף לתיקון עוד בטרם נחתו המטוסים.
115 גיחות כוונו בעיקר לתקיפת שדות התעופה המצריים, ומקצתן נועד לתקיפת תחנות מכ"ם. בהשוואה לגל התקיפה הראשון, הופנו מטוסים רבים יותר להגנת שמי המדינה. הניווט אל המטרות היה קל יותר הפעם, מכיוון שלא היה צורך לטוס בגובה נמוך. המלחמה הייתה כבר בעיצומה.
התגובה הערבית לא איחרה לבוא, מטוסי חילות-האוויר של סוריה, ירדן ועיראק "התעוררו" חצי שעה לאחר שהסתיימה התקיפה של הגל השני. ב-11:50 המריאו 12 מטוסי מיג סוריים ראשונים לתקוף מטרות בישראל.
הירדנים בחרו להפגיז שדות תעופה ישראליים לפני תקיפת מטוסיהם. כבר בבוקר ידע המודיעין הישראלי, שגדודי הקומנדו המצריים שהועברו לירדן קיבלו הוראה לתקוף את שדות התעופה של לוד, עקרון, סירקין, עין שמר והרצליה, וכן תחנות מכ"ם. הוראה זו לא בוצעה, אך ב-11:40 החלו הירדנים בהפגזה ארטילרית לעבר שדה התעופה של רמת דוד.
קודם לכן, ב-12:00, תקף זוג מטוסי האנטר ירדניים את נתניה. כעבור חצי שעה הפתיעו מטוסי האנטר אחרים, שחדרו בטיסה נמוכה ולא התגלו על-ידי המכ"ם הישראלי, ופגעו במטוס נורד שחנה בשדה התעופה סירקין. המטוס עלה באש וכמה חיילים נפגעו. כעבור שעה לערך ניכנס חיל האוויר העירקי למתקפה גם כן.
כשהתברר כי חילות-האוויר של מדינות ערב מתכוננים להתקפות מרוכזות יותר, הוחלט להפנות את חיל-האוויר הישראלי לעבר סוריה, ירדן ועיראק. חלפו כ-22 דקות מאז שהירדנים תקפו בהצלחה את שדה התעופה סירקין, והמטוסים הישראלים היו כבר באוויר בדרך לתקוף את שני שדות התעופה הירדניים.
לאחר שהחלו הפגזות ירדניות על ירושלים והגיעו ידיעות כי הצבא הירדני מחיש תגבורות לירושלים, הופנו מטוסים לתקיפת מטרות באזור העיר ובציר יריחו-ירושלים.
אחר-הצהריים הופנו מטוסי הפוגה לחזית הירדנית. בבקעת הירדן חנו עם פרוץ המלחמה כמאה טנקי פטון M-47 ירדניים. הם קיבלו הוראה לנוע מערבה לעבר ירושלים. הפוגות נטלו חלק חשוב בבלימת התקדמותם לירושלים יחד עם טייסות האוראגן, הווטור והמיסטר.
ב-17:30 המריא המבנה הראשון של מטוסי פוגה לתקוף שיירת רכב במעלה אדומים, ופגע בכלי-רכב ובסוללות תותחים. בעת התקיפה הופל מטוסו של שבתאי בן-אהרון. מסוק ניסה לאתרו במשך זמן רב אך ללא תוצאות. מאוחר יותר התברר כי שבתאי בן אהרון נתפס על-ידי הירדנים ונרצח.
בנוסף לכך, הגיעו באותו יום ידיעות על תגבורות ירדניות, ובוצעו סיורים לאיתורן ולתקיפתן. בין היתר, הותקפו טנקים ומשאיות, שנעו על גשר דמיא או חנו בחניונים. מטוסי חיל-האוויר תקפו גם יעדים שונים בגדה המערבית, ובכללם את סוללות התותחים שהפגיזו את היישובים בשפלה (בשעה 19:50 הותקפו סוללות באזור קלקיליה ונראו פגיעות במטרות).
ב- 6.6.67 נהרג סגן דן גבעון , כשמטוסו הופל בקרב מעל איזור רמת רחל ומנזר מר אליאס. אנדרטה לזכרו מוצבת בגבעת המטוס, בדרך לבית לחם.
לסיכום: ב-5 ביוני 1967 פתחה ישראל במלחמת ששת הימים. תוך שלוש שעות בלבד השמידו מטוסי חיל-האוויר את חיל-האוויר המצרי על הקרקע, ופגעו קשה בחילות-האוויר של סוריה, ירדן ועיראק. לאחר שהשיגו עליונות אווירית בכל החזיתות, השתתפו מטוסי חיל-האוויר במשימות תקיפה, יירוט, הצנחת ציוד, הנחתת כוחות ופינוי וחילוץ נפגעים. בששת ימי הלחימה כבשו כוחות צה"ל את סיני, את הגדה המערבית ואת רמת-הגולן והגדילו את שטחה של המדינה פי ארבעה.