К лету 1942г. в составе 4 дальнего разведывательного авиационного полка (командир полка майор Берман Семен Давидович, военком- батальонный комиссар Артемьев Борис Павлович).

На вооружении полк имел самолеты Пе-2, Пе-3, с лета 1942г.-  американские самолеты «Аэрокобра».

Алексей Степанович зачислен в состав второй авиаэскадрилья полка (командир старший лейтенант Колодяжный Сергей Амвросиевич). 

На базе эскадрильи была сформирована оперативная группа полка, которая действовала с оперативного аэродрома Добринка (Тамбовская обл.) в интересах Юго-Западного и Степного фронтов. В 1942г. группой руководил старший лейтенант Гаврилов Дмитрий Дмитриевич.

Экипаж самолета Пе-2: командир звена- Кожинов Степан Иванович, летнаб (летчик-наблюдатель) старший Павлов Иван Павлович, воздушный стрелок-радист Жириков Федор Прокопьевич. Самолет обслуживали: техник авиационный звена Барилов Алексей Степанович, механик авиационный старший Петухов Анатолий Николаевич, моторист авиационный Евграфов Иван Андреевич.

Алексей Степанович награжден медалью «За оборону Сталинграда».

В январе 1943г. командование полком принял подполковник Артемьев.

17 июня 1943г. полк был преобразован в 98 отдельный гвардейский разведывательный авиаполк. 

Участвовал в Курской битве, операциях по освобождению Украины и Белоруссии.

16 июля 1944г. при катастрофе самолета А-20-Б (Дуглас-Бостон) погиб экипаж: командир звена гвардии старший лейтенант Кевченков Анатолий Васильевич, летнаб младший лейтенант Невельский Владислав (Владимир) Павлович, воздушный стрелок-радист гвардии старший сержант Субботин Иван Васильевич и летевший вместе с экипажем техник звена гвардии старший техник-лейтенант Барилов Алексей Степанович. Похоронен в братской могиле на сельском кладбище с.Скоморохи, Житомирский р-н, Житомирская обл.