Służba w Luftwaffe thumb|240px|Messerschmitt Bf-109G – na takim myśliwcu Hartmann osiągał swoje największe sukcesy. W październiku 1942 Hartmann trafił do jednostki bojowej Jagdgeschwader 52 (JG 52), która stacjonowała na froncie wschodnim i była uzbrojona w myśliwce Messerschmitt Bf-109G.
Dowódca III./JG 52 major Hubertus von Bonin przydzielił Hartmanna do doświadczonego pilota Oberfeldwebla Eduarda „Paule" Rossmanna. Po kilku dniach pozorowanych starć powietrznych i lotach praktycznych Rossmann przyznał, że jego podopieczny musi się jeszcze dużo nauczyć z zakresu taktyki walki, ale jest całkiem utalentowanym pilotem.
Następnie Hartmann został przypisany do 7. Eskadry (Staffel) JG 52, gdzie był skrzydłowym słynnego asa Luftwaffe Waltera Krupinskiego, który został jego mentorem i przyjacielem. Pierwszy radziecki samolot zestrzelił 5 listopada 1942, był to Ił-2 z 7 GSzAP. Do końca roku miał na swym koncie jeszcze jedno zestrzelenie i, tak jak wielu innych czołowych asów, potrzebował czasu na wdrożenie się do roli pilota myśliwskiego.