1937年卢沟桥事变后，抗日战争全面爆发。当时的中国是个贫穷落后的农业国，日本虽然并不算发达的工业国，但起码能自己制造一些精料的武器装备。可以说，无论是陆军、海军还是空军，中国可谓是全方位的落后。其中从空军方面来说，中国空军一开始和日本空军完全没法相比。无论是数量、飞机的性能以及飞行员的综合素质，中国都比日军差得太远太远。
而在抗战之前，担任航空委员会秘书长的宋美龄认为飞机只需要开战时购买即可。因此将空军的经费储存起来，不再购置新的飞机。但当战争真的爆发，日军迅速封锁了中国沿海，导致中国即使想购买飞机，也没有门路。而这一切，也造成了我国空军在抗战初期的极度被动
因此卢沟桥事变后，日本空军便已完全掌控了制空权。弱小的中国空军虽然奋力抵抗，取得了一定战果，但仍无法扭转败局，可谓是损失惨重。为了打击日本战机的嚣张气焰，国民政府决定联苏抗日。而斯大林也先后派遣2000多名飞行员以及机械师，有限度地参与了抗日战争。从1937年12月到1941年初，中苏空军一共击落了81架敌机，炸毁114架，取得了一定战果。
但随着纳粹德国的不断强大，苏联决定与日本和解，并签订了《苏日互不侵犯条约》。就这样，苏联将中国的苏军飞行员全部调回国内，中国再一次陷入孤立无援的境地。
无奈之下，国民政府只好求助于美国将军陈纳德，高薪聘请美国战斗机飞行员，组成了“飞虎队”。在那个孤立无援的时代，“飞虎队”和剩下的中国空军飞行员成为了中国上空唯一的指望。然而“飞虎队”仍属于雇佣性质的空军，无论是飞行员还是战斗机，都非常有限。他们主要驻扎于云南昆明，负责保卫脆弱的“中缅空中航线”。在优势敌机面前，“飞虎队”虽然取得了出色的战果，但是仍陷入了“损失一架就少一架”的窘境。
到了1943年初，“飞虎队”便已经有些支撑不下去了，许多飞行员都向陈纳德提出了离队申请。
到了5月17日，“飞虎队”三个大队竟减少到了52人，地勤师更是只有37人。除了离开“飞虎队”回美国的，绝大多数元老级“飞虎队”飞行员都牺牲了。
到了当年7月4日，“飞虎队”更是直接解散了。留在中国的元老级飞行员，竟只有区区5人。仅靠这5人加上中国飞行员，根本守不住中国的天空。于是中美空军采取了韬光养晦战术，任凭日本空军怎么轰炸，都不出战。
然而这不过只是黎明前的黑暗，因为此时的二战战场，盟军均取得了决定性的胜利。而作为“民主国家的兵工厂”，美国工业早已火力全开，就像是“折纸飞机”一样，大批量的生产战斗机。对于中国，美国在空军方面提供了大量援助。
到了1943年11月，中美空军混合大队正式成立。混合联队隶属于十四航空队（行政监管和任命各归中美），其中，一、三、五大队为中国空军。其后大量新式战机和美国战斗机飞行员加入了中美混合空军。而从此时起，中美空军触底反弹，开始逐渐压倒了日本空军，取得了制空权。
此时的中国上空，一共有三支盟军空军力量，中国空军、中美联合空军（CACW）、美国陆军第十四援华航空队。三支队伍密切配合，取得了巨大的战果。
而反观日军那边日子却是一天比一天难过。由于美军在南太平洋的强大压力，日军能够投放到中国战场上的兵力日益减少，许多出色的飞行员逐步被派往太平洋战场。在缺乏空中配合的情况下，日本陆军基本丧失了夺占中美空军各前沿基地的能力。
而自中美混合空军建立以来，曾经猖獗于中国上空的日本王牌飞行员们纷纷被打死。部队中士气低落，开始流传这样 一句话：“老兵的归宿就是死”。
此后中美联合空军反客为主，开始到处空袭日军的空军基地，并集中袭击汉口、越南、广州、香港、台湾、新德、岳阳等地日军空军基地，轰炸扫射平汉、粤汉、津浦、陇海、同浦沿线的日军车辆及停泊在长江与沿海的船只，破坏日军运输线。
之后，中美空军还奇袭日本在台湾新竹的机场，击落日战斗机15架，并把机场上的42架日机全部摧毁。
而在豫湘桂惨败后，中美空军终于等到了一种决定性的武器——P-51“野马”战机。这种飞机是活塞时代的巅峰之作，无论是速度、火力还是机动性，都远超日本王牌机种——零式战斗机。而P51的到来，也宣告了日本在华航空兵的末日。
任中美联合空军第 28 大队长的郑松亭曾这样描述P-51战斗机：
“我有幸成为第一个驾驶 ‘野马’战斗机的中国飞行员，在降落时我 故意任由它在跑道上滑行，但它只用了不 到100米便稳稳地停住了，这让我非常吃惊。”
在P51“野牛”战机面前，日本航空兵根本就不是对手，战斗减员非常大。而日本在华航空兵的衰落，也让中美空军得以以成都为基地，直接轰炸日本本土。而这，也开了盟军轰炸日本本土的先河。
1944年12月18日，中美空军集结了P-51、P40、P-38等各类战斗机150架，向日本在华空军的老巢——汉口发动了总突袭。看着如蝗群一般飞来的中美战机，日军仅存的60多架飞机只好硬着头皮升空迎敌。
在冬日清冷的目光中，身经百战、手上沾满无数无辜者鲜血的日本航空兵，终于得到了应有的报应。日本陆航最后的精英们被中美空军的 P-51“野马”战斗机逐一绞杀，曾击落27架敌机的柴田力男和曾击落 28 架敌机的若松幸喜等明星飞行员均在其中。
随后，中美空军又动用了B-29轰炸机，彻底荡平了日军在汉口的空军基地。此战之后，日本在华空军精华彻底丧尽。历经7年，中国空军在美军支援下，终于让日本空军在中国的上空绝迹。
进入1945年，中美空军已经很少在中国上空与日本空军交战。取而代之的，是对日本陆军无休无止的空袭。在4月10日开始的雪峰山会战中，中美空军大发神威。中美空军出动战机一千多架次，击毁日军车辆300余部、船只1600余艘、毙敌六千余，为中国军队提供了有力的支援。
在中美空军的空袭下，日寇简直被炸得怀疑人生。他们不再敢在白天行军，因为他们知道，只要一露头，就可能挨炸。在日军战史中，他们惯用两句话。前一句是“敌机反复来袭，散射轰炸，猖狂至极”，后一句是“我军隐蔽得好，损失不大”。如此循环。
除了空袭以外，中美空军还不断发射烟弹，为陆军指出日军所在位置。只要陆军召唤，中美空军的战机便会在2个小时内从芷江机场赶往前线，给日军以痛击。最终，雪峰山之战以中国军队大获全胜而告终。而这一战，也成为中美空军的最后一战。
在8年抗战中，中国空军在美国飞行员的帮助下，取得了辉煌的战绩，前后击落敌机1543架，击毙多名王牌飞行员，涌现出高志航、李桂丹、王光复这样的王牌飞行员。在最后两年，我国空军更是夺回了中国上空的制空权，炸得日本陆军怀疑人生。中国空军勇士用血肉和生命，换来了卫国战争的辉煌胜利，值得我们永远铭记。
