Batalion skierowany został na Front Litewsko-Białoruski 26 lutego 1920 roku i został przydzielony do 2 Dywizji Piechoty Legionów działającej w składzie 4 Armii. 24 marca 1920 roku miał miejsce pierwszy bojowy wzlot balonu na przyczółku mostowym Borysów. Początkowo prowadzona akcja bojowa nie przynosiła większych efektów ze względu na wstrzymanie działań bojowych na froncie w związku z akcją wymiany jeńców. Następnie batalion pracował na korzyść 9 pułku artylerii ciężkiej oraz artylerii 32 Brygady Piechoty. W czasie odwrotu 25 czerwca 1920 roku batalion wydzielił ze swojego etatowego składu „oddział aeronautyczny”, który zluzował kompanię szturmową 64 pułku piechoty walcząc jako oddział piechoty. 30 czerwca 1920 roku wydzielony oddział wrócił do składu II batalionu, który należąc do wojsk grupy poleskiej wykonywał manewr odwrotu. W końcu lipca 1920 roku II batalion aeronautyczny wcielony został do 1 pułku aeronautycznego.
Po rozwiązaniu 1 pułku aeronautycznego II batalion aeronautyczny powrócił do służby w składzie wojsk 2 Armii. Po rozejmie 1920 roku skierowany został do Jabłonny.