Ту-4 на аэродроме	Ту-16

Войну полк заканчивал, поддерживая наземные войска, действовавшие в Восточной Пруссии и на Берлинском направлении. В феврале 1945 г. гвардейцы бомбили Кенигсберг, в марте 19 экипажей летали на Данциг. 16 апреля экипажи произвели 31 боевой вылет на бомбометании опорных пунктов обороны Берлина. Последние за войну в Европе боевые вылеты состоялись 30 апреля 1945 г.: объект удара - порт Свинемюнде.

По состоянию на 9 мая 1945 г. в 5-м гвардейском Севастопольском бомбардировочном авиаполку имелось 34 экипажа (из них 29 были подготовлены для выполнения боевых задач ночью).

Не для всех гвардейцев война завершилась 9 мая 1945 г.: семь экипажей были откомандированы на Дальний Восток, где приняли участие в войне с Японией.

Наибольшие потери в людях, 145 человек, полк понес в 1941 г. В 1945 г. полк не потерял в боевой обстановке ни одного человека.

В среднем одна боевая потеря приходилась на 99 боевых вылетов, 1 небоевая — на 734 вылета.

За период Великой Отечественной войны экипажи полка произвели 7624 боевых вылета (928 днем и 6696 ночью), суммарный налет при этом составил 24111 ч. На цели сброшено 73 168 бомб общей массой 8017 т. Согласно документам полка в результате боевой работы уничтожено:

За боевую работу в годы войны полк 18 августа 1945 г. был награжден орденом Красного Знамени.

В полку воевали двое летчиков дважды Героев Советского Союза: Павел Андреевич Таран и Василий Николаевич Осипов. Звания Героя Советского Союза удостоены 17 авиаторов из 5-го гвардейского Севастопольского Краснознаменного бомбардировочного авиаполка:

Многие солдаты и офицеры полка в годы войны были награждены орденами и медалями Советского Союза, в том числе:

Изменение геополитической обстановки в мире заставило пересмотреть структуру вооруженных сил Советского Союза. В 1946 г. была воссоздана Дальняя авиация, вновь получившая организационную самостоятельность.

Послевоенное развитие Дальней Авиации планировалось провести в несколько этапов, в ходе которых полки последовательно перевооружались на новые, более современные типы самолетов.

Выполняя Директиву Командующего 18-й воздушной армии ВВС КА от 9.01.1946 года, 5-й Гвардейский полк с 20.09.1946 года перешел со штатов военного времени на штаты мирного времени и был переименован в 121-й Гвардейский Севастопольский Краснознаменный бомбардировочный авиационный полк.

Промежуточным этапом при переходе к новой технике стало переучивание в 1951 г. личного состава полка на самолеты-разведчики В-25. В течение года 31 экипаж был обучен ведению воздушной разведки с фотографированием. В связи с тем, что изменилось предназначение части, было внесено изменение в его наименование, полк стал именоваться 121-м Гвардейским Севастопольским Краснознаменным отдельным дальним разведывательным авиационным полком.