Полк формировался с 04.02.1939 года, на аэродроме в Бесовеце под Петрозаводском, как 72-й смешанный авиационный полк. 25.04.1940 из полка была выведена 6-я авиаэскадрилья на И-153, и полк стал бомбардировочным.
Принимал участие в Зимней войне. За время боевых действий полк совершил 1308 боевых самолётовылетов, сбросив 650 тонн бомб, 965 тысяч листовок и 120 мест продуктов и медикаментов.
Летом 1940 вошёл в состав 5-й смешанной авиадивизии.
25.02.1941 вошёл в состав 55-й смешанной авиационной дивизии в Ленинградском военном округе.
В составе действующей армии с 22.06.1941 по 07.03.1942 и с 01.04.1942 по 20.11.1942 года.
На 22.06.1941 базировался на аэродромах в Бесовеце и Гирвасе под Петрозаводском.
В составе полка было 34 исправных самолёта СБ из 45 и по некоторым данным 4 самолёта Пе-2, на которые не имелось обученного лётного состава.
Действовал с начала войны на участке Ладожское озеро — Беломорск. 25.06.1941 года без прикрытия истребителей совершил налёт на Финляндию в район Иоройнен, потеряв за один вылет девять самолётов, из них один сбитый своими (по другим данным 10 самолётов)
07.03.1942 года выведен в резерв в связи с расформированием 55-й смешанной авиационной дивизии, в конце марта поступил в распоряжение 6-й ударной авиационной группы, по справочнику боевого состава проходит как 72-й ближне-бомбардировочный авиационный полк, действовал в интересах Волховского фронта. В июне 1942 года вошёл в состав 241-й бомбардировочной авиационной дивизии вновь как бомбардировочный полк, вёл бои на Северо-Западном фронте до ноября 1942 года
20.11.1942 года переформирован в 72-й отдельный разведывательный авиационный полк.