抗戰(zhàn)初期，中蘇兩國反對日本法西斯的共同利益將兩國關(guān)系推向新的臺階。這一時(shí)期，蘇聯(lián)是世界列國中的頭號援華大國，而蘇聯(lián)志愿航空隊(duì)援華則成為兩國關(guān)系處于巔峰的標(biāo)尺之一。
抗戰(zhàn)爆發(fā)后，中蘇兩國政府撇開了意識形態(tài)的巨大差別，在國家安全利益上找到了共同點(diǎn)，經(jīng)過雙方談判，于1937年8月21日簽訂了《中蘇互不侵犯條約》,這一條約的簽訂是蘇聯(lián)抗戰(zhàn)初期大規(guī)模援華抗戰(zhàn)的開始。繼之，蘇聯(lián)政府從1938年3月至1939年7月先后向國民政府提供三筆信用貸款計(jì)2.5億美元。這幾筆貸款數(shù)額巨大，相當(dāng)數(shù)目充作中國抗戰(zhàn)急需的軍需品，如飛機(jī)、火炮、坦克及其他彈藥物資，中國以農(nóng)礦產(chǎn)品作價(jià)抵償。同時(shí)，由于德日關(guān)系，德國召回了全部留華軍事顧問，蘇聯(lián)政府應(yīng)國民政府之請，從1938年5月開始先后分批派遣了以著名紅軍將領(lǐng)德拉特文、切列帕諾夫、卡恰諾夫、崔可夫?yàn)榭傑娛骂檰柕母鞅N軍事專家顧問團(tuán)，幫助中國訓(xùn)練軍隊(duì)，制定對日作戰(zhàn)的方針和計(jì)劃，其成員最多時(shí)達(dá)二百余人，累計(jì)達(dá)三百余人。①這些顧問在中央軍委會至各戰(zhàn)區(qū)、各兵種、各軍事院校，形成比較完整的軍事顧問體系，對中國軍隊(duì)的戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練、現(xiàn)代化武器操作、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)制定等方面做出了重要貢獻(xiàn)。
戰(zhàn)前，中國綜合國力和整體軍事實(shí)力與日本相比處于敵強(qiáng)我弱的態(tài)勢，空軍則表現(xiàn)得尤為明顯。日本擁有91個(gè)飛行中隊(duì)，計(jì)作戰(zhàn)飛機(jī)2700余架，而中國空軍計(jì)有9個(gè)飛行大隊(duì)，各種飛機(jī)600余架，其中作戰(zhàn)飛機(jī)305架，真正能夠用于實(shí)戰(zhàn)的僅91架②(另有314架、346架、200架之說③),在航空工業(yè)、航空人員培訓(xùn)和飛機(jī)性能等方面更無法與日本相比。直至戰(zhàn)爭爆發(fā)后，中國空軍才著手戰(zhàn)爭準(zhǔn)備，設(shè)立了以周至柔為總司令的空軍前敵總指揮部，制定出協(xié)同陸軍作戰(zhàn)，進(jìn)行要地防空的軍事計(jì)劃。1937年8月14日，中國空軍首戰(zhàn)淞滬，開辟空中戰(zhàn)場，并利用戰(zhàn)爭初期日機(jī)續(xù)航能力的限制，形成暫時(shí)的空中優(yōu)勢，取得較好的戰(zhàn)績。從8月14日至11月初近三個(gè)月的空戰(zhàn)中，中國空軍共擊落日機(jī)85架，擊傷43架，④并給日軍地面部隊(duì)以重大殺傷，但自己也損失慘重，原有作戰(zhàn)飛機(jī)消耗殆盡。到12月南京保衛(wèi)戰(zhàn)時(shí)，作戰(zhàn)飛機(jī)僅余20架，基本上喪失了單獨(dú)空戰(zhàn)的能力。11月底至12月初開始，蘇聯(lián)大批援華飛機(jī)到達(dá)和蘇聯(lián)志愿航空隊(duì)陸續(xù)加入中國空中作戰(zhàn)，才逐漸改變了日本空軍獨(dú)占制空權(quán)和中國空中戰(zhàn)場的戰(zhàn)略退卻之勢。
蘇聯(lián)空軍援華是中國政府爭取蘇聯(lián)援華的重要議題。1937年8月27日，蔣介石會見蘇聯(lián)駐華大使鮑格莫洛夫，要求蘇聯(lián)政府目前或稍晚一些時(shí)候，“允諾蘇聯(lián)飛行員以志愿身份加入中國軍隊(duì)的要求”。⑤9月，國民政府又派出以軍委會參謀次長楊杰為團(tuán)長的中國軍事顧問團(tuán)，同蘇聯(lián)關(guān)于軍事援助問題進(jìn)行談判。楊杰在談判中，直接向蘇方提出飛機(jī)援助問題，并請求派遣志愿飛行員赴華作戰(zhàn)。蘇聯(lián)空軍人民委員拉寧答應(yīng)自9月15日開始調(diào)運(yùn)飛機(jī)前往中國。10月22日，蘇聯(lián)首批援華飛機(jī)計(jì)225架由空勤組駕駛經(jīng)阿拉木圖沿缺少機(jī)場和導(dǎo)航設(shè)施的艱險(xiǎn)航線飛抵迪化(今烏魯木齊),隨即轉(zhuǎn)赴前線基地。同飛機(jī)一起來華的航空人員計(jì)兩個(gè)大隊(duì)，包括飛行員、航空機(jī)械師、無線電報(bào)務(wù)員、氣象學(xué)家、機(jī)場指揮員、譯電員、司機(jī)、工程師、醫(yī)生等254人。之后，隨援華飛機(jī)陸續(xù)來華的空地勤人員至1939年12月達(dá)到712人。至1941年初，達(dá)到八個(gè)航空大隊(duì)(五個(gè)殲擊機(jī)大隊(duì)，三個(gè)轟炸機(jī)大隊(duì)),空地勤人員累計(jì)兩千余人。其中飛行員中，像波雷寧、茲維列夫、布拉戈維申斯基、博羅維科夫、古邊科、蓋達(dá)連科、赫留金、克拉夫琴科、斯柳薩列夫、蘇普倫、馬爾琴科、尼古拉延科、謝利瓦諾夫、蘇霍夫等人都是蘇聯(lián)紅軍中最優(yōu)秀的飛行員和指揮員，他們在保衛(wèi)中國領(lǐng)空的戰(zhàn)斗中作戰(zhàn)英勇，榮獲蘇聯(lián)英雄稱號。蘇聯(lián)政府還應(yīng)中國政府請求，派遣了以著名蘇聯(lián)空軍高級顧問日加列夫(1949至1957年任蘇聯(lián)空軍總司令，空軍元帥)、雷恰戈夫、阿尼西莫夫、雷托夫、索爾、特霍爾、波雷寧(1959至1971年蘇聯(lián)空軍后勤部長、空軍上將)、赫留金(1946至1957年蘇聯(lián)空軍副司令員，空軍上將)、布拉戈維申斯基等89人組成的蘇聯(lián)航空專家組赴華幫助中國建立航空供應(yīng)站、飛機(jī)修配廠，開辦航空學(xué)校訓(xùn)練航空人員。蘇聯(lián)航空專家來華后，先后幫助中國在蘭州、伊犁、綏寧、成都等地創(chuàng)辦空軍訓(xùn)練基地和航空學(xué)校，親自擔(dān)任教官，對中國航空人員進(jìn)行技術(shù)訓(xùn)練。為加快培訓(xùn)速度，適應(yīng)戰(zhàn)局發(fā)展的需要，一大批中國受訓(xùn)人員還被送往蘇聯(lián)國內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至1939年夏，蘇聯(lián)幫助中國空軍訓(xùn)練飛行員1045人，領(lǐng)航員81人，無線電發(fā)報(bào)員198人，航空機(jī)械師8354人。⑥中國飛行員先參加蘇聯(lián)飛行員駕駛的飛行和作戰(zhàn)活動(dòng)，熟練掌握蘇聯(lián)援華飛機(jī)性能操作，然后以單機(jī)編入蘇聯(lián)機(jī)群，隨蘇聯(lián)飛行隊(duì)組作戰(zhàn)，掌握和熟練射擊、投彈、跳傘、滑翔、聯(lián)絡(luò)、領(lǐng)航等技術(shù)，其后編入中國空軍建制單位。這種訓(xùn)練方法不僅提高了中國飛行員的技術(shù)，增進(jìn)了兩國飛行員的友誼，更加強(qiáng)了他們在對日作戰(zhàn)中的協(xié)作程度。
南京保衛(wèi)戰(zhàn)時(shí)， 日本空軍牢固地掌握制空權(quán)，中國急需空軍作戰(zhàn)人員，蘇聯(lián)政府在拒絕中國要求全面而公開參加對日作戰(zhàn)的同時(shí)，果斷地邁出派遣空軍志愿人員參戰(zhàn)的一步。11月，第一批蘇聯(lián)志愿援華空地勤人員開始進(jìn)駐迪化和蘭州，幫助中國飛行員改裝經(jīng)阿拉木圖和伊爾庫斯克運(yùn)抵兩地的蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的N15、N16和CB飛機(jī)，并擔(dān)任蘭州的防空任務(wù)。陸續(xù)來華的蘇聯(lián)航空志愿人員，在蘇聯(lián)空軍作戰(zhàn)部副部長雷恰戈夫領(lǐng)導(dǎo)下，在蘭州編成航空機(jī)群，分別派往內(nèi)地。
1937年12月1日上午，普羅科菲耶夫率領(lǐng)的第一個(gè)殲擊機(jī)隊(duì)23架N16飛機(jī)抵達(dá)南京，下午基達(dá)林斯基及馬欽率領(lǐng)的轟炸機(jī)隊(duì)20架CB飛機(jī)也降落于南京機(jī)場，兩支航空隊(duì)立即投入戰(zhàn)斗，當(dāng)日在南京上空同日機(jī)發(fā)生首次空戰(zhàn)，普羅科菲耶夫的殲擊機(jī)隊(duì)連續(xù)五次升空作戰(zhàn)，擊落日機(jī)三架，初創(chuàng)日軍銳氣。之后數(shù)日，又在南京上空擊落日機(jī)十余架。12月2日，科茲洛夫率九架轟炸機(jī)轟炸了上海停泊場內(nèi)的日本海軍艦船，炸沉巡洋艦一艘和其他艦船六艘，炸毀日機(jī)多架，重創(chuàng)日軍氣陷，有力地支援了中國地面部隊(duì)作戰(zhàn)。
南京失陷后，隨著日軍地面部隊(duì)的向前推進(jìn)， 日軍空軍的活動(dòng)范圍也從東南沿海伸展到中國腹地，在配合地面部隊(duì)作戰(zhàn)的過程中，不斷對中國后方城市和戰(zhàn)略要地實(shí)施空襲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自抗戰(zhàn)開始至1938年10月， 日機(jī)空襲中國19省34個(gè)城市計(jì)3318次，炸傷軍民37222人，炸死29966人。因此，中國空戰(zhàn)的重心移向華中、華南等地。1937年12月開始，蘇制CB轟炸機(jī)和N15、N16殲擊機(jī)數(shù)百架抵達(dá)武漢，成批蘇聯(lián)空軍志愿人員集中武漢地區(qū)。1938年1月，波雷寧率第二個(gè)轟炸機(jī)隊(duì)31架CB飛機(jī)和伊萬諾夫率殲擊隊(duì)54架N16飛機(jī)進(jìn)駐漢口和孝感機(jī)場。2月，布拉戈維申斯基和扎哈羅夫各率一個(gè)殲擊機(jī)隊(duì)共80架飛機(jī)進(jìn)駐南昌機(jī)場，科茲洛夫、基達(dá)林斯基的轟炸機(jī)隊(duì)和普羅科菲耶夫的殲擊機(jī)隊(duì)于日軍逼近蕪湖危及南京時(shí)先期在1937年12月9日撤至該機(jī)場。長沙、衡陽、成都、重慶、廣州、桂林等新機(jī)場開始投入使用，中國空戰(zhàn)力量大大加強(qiáng)。中蘇空軍以這些機(jī)場為基地，積極主動(dòng)升空出擊，或配合陸軍作戰(zhàn)，轟炸津浦路沿線和東戰(zhàn)場以及長江下游日艦，截?fù)艋洕h路上空日機(jī)，或進(jìn)行要地防空，保護(hù)戰(zhàn)略后方，或轟炸日軍占領(lǐng)區(qū)的機(jī)場等軍事目標(biāo)，甚至奔襲臺北等地，同日機(jī)展開更為英勇更為廣泛的空戰(zhàn)。其中在武漢上空的作戰(zhàn)次數(shù)最多，最激烈。
1938年2月18日，日機(jī)12架轟炸機(jī)在26架艦載96型戰(zhàn)斗機(jī)(克勞德式)護(hù)航下，逞兇武漢上空，蘇聯(lián)志愿飛行隊(duì)奮勇迎戰(zhàn)，一舉擊落日機(jī)12架，蘇聯(lián)志愿飛行員由此獲得“正義之劍”的美譽(yù)。4月29日，即日本所謂的“天皇節(jié)”,日軍經(jīng)過十多天的策劃和準(zhǔn)備，出動(dòng)飛機(jī)69架，猛撲武漢上空，進(jìn)行報(bào)復(fù)，蘇聯(lián)空軍志愿隊(duì)?wèi)?zhàn)鷹騰空起飛，截?fù)羧諜C(jī)。敵我雙方戰(zhàn)機(jī)穿梭翻騰，或上或下，或左或右，火炮轟鳴，硝煙彌漫，經(jīng)過三十分鐘驚心動(dòng)魄的戰(zhàn)斗，21架日機(jī)冒著火光，拖著濃煙，紛落如雨滴，蘇聯(lián)志愿飛行隊(duì)以損失2架戰(zhàn)機(jī)的代價(jià)把日本王牌空軍“佐世?！焙娇贞?duì)天皇節(jié)報(bào)功的美夢化作一枕黃粱。這次空戰(zhàn)是武漢空戰(zhàn)中最激烈，戰(zhàn)果最大的一次，連一向不輕易褒揚(yáng)別國的美國空軍名將陳納德將軍都喊出：“漢口有一線光明”了。⑦5月31日，日本空軍出動(dòng)轟炸機(jī)18架，在36架殲擊機(jī)護(hù)航下，第三次猛撲武漢上空，結(jié)果日機(jī)又以損失14架而敗逃。蘇聯(lián)飛行員古邊科在子彈打光后，毅然猛撞日機(jī)，致使日機(jī)受傷墜毀， 自己卻駕機(jī)安然降落機(jī)場。古邊科因此威名遠(yuǎn)揚(yáng)，成為中蘇空軍的楷模并榮獲中華民國金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?。中蘇空軍還多次深入敵后，對日軍機(jī)場等主要軍事目標(biāo)進(jìn)行空襲轟炸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1938年1月至6月，轟炸日軍機(jī)場累計(jì)達(dá)二十次以上，炸毀炸傷日機(jī)百余架。⑧其中最大的一次是蘇聯(lián)轟炸機(jī)隊(duì)遠(yuǎn)征臺灣。2月23日是蘇聯(lián)紅軍建軍節(jié)，蘇聯(lián)顧問雷恰戈夫獲得日軍在臺北松山空軍基地集中了大批從德意購進(jìn)的新式飛機(jī)部件正在組裝的情報(bào)后，決定實(shí)施奇襲。整個(gè)部署過程十分嚴(yán)密，中國軍事當(dāng)局為了給日軍以沉重打擊，對這次行動(dòng)的細(xì)節(jié)和執(zhí)行日期絕對保密，蔣介石甚至要求連中國空軍司令也不得告知。雷恰戈夫決定由兩隊(duì)轟炸機(jī)編隊(duì)執(zhí)行奇襲任務(wù)， 一隊(duì)是駐南昌的12架CB轟炸機(jī)，為中蘇混合編隊(duì)；一隊(duì)是駐漢口的28架CB轟炸機(jī)，全部由志愿飛行員組成，隊(duì)長為波雷寧。當(dāng)日晨，兩隊(duì)分別從漢口和南昌起飛，波雷寧機(jī)群，按預(yù)定方案取最短直線航線，為節(jié)省燃料，增大航程，機(jī)隊(duì)冒著沒有殲擊機(jī)掩護(hù)的危險(xiǎn)，在5500米嚴(yán)重缺氧的高空飛行(當(dāng)時(shí)機(jī)上沒有氧氣設(shè)備),當(dāng)?shù)峙R臺北上空時(shí)，為了迷惑日軍，繼續(xù)向北飛行，爾后突然轉(zhuǎn)向，返回松山機(jī)場上空，編隊(duì)長機(jī)波雷寧率先投彈，隨后三個(gè)飛機(jī)編隊(duì)依次進(jìn)入，共投彈280枚，大部分準(zhǔn)確命中目標(biāo)。機(jī)群傾下全部炸彈后，安全返回武漢。此役，共炸毀日機(jī)四十余架，兵營十座，機(jī)庫三座，擊沉擊傷船只多艘并斃傷大量日軍，使日軍在臺北的機(jī)庫、港口設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，松山機(jī)場完全處于癱瘓狀態(tài)，三年的油料儲備蕩然無存，蘇聯(lián)飛機(jī)無一損傷。從南昌出動(dòng)的中蘇混合編隊(duì)，因領(lǐng)航計(jì)算誤差，降落福州機(jī)場加油，未能對臺北實(shí)施第二批轟炸。蘇聯(lián)飛行員的這一杰作在世界上引起了巨大反響，幾乎所有報(bào)紙都作了報(bào)道。日本當(dāng)局盛怒之下，將臺灣行政長官撤職，軍事基地主任送交軍事法庭，機(jī)場警備司令剖腹自殺。24日晚，航空委員會秘書長宋美齡專門設(shè)宴為蘇聯(lián)空軍出擊臺灣成功慶功，宋美齡在祝辭中指出：“你們用這次空襲表明，俄國人不是在口頭上，而是在實(shí)際上幫助了中國人，在危險(xiǎn)中援助了中國人?！边@一時(shí)期，蘇聯(lián)航空志愿隊(duì)還與日機(jī)進(jìn)行了粵北空戰(zhàn)(2月24日)、順德空戰(zhàn)(4月10日)、廣州空戰(zhàn)(4月13日，擊落日機(jī)八架)、第二次粵北空戰(zhàn)(6月16日，擊落日機(jī)六架)等，使所謂的日本王牌航空隊(duì)“空中武士”、“四大天王”、“木更津”、“佐世?！钡认嗬^遭到殲滅性打擊；轟炸了杭州至富陽公路的日軍、安陽火車站、蚌埠至臨淮公路上的日軍汽車運(yùn)輸隊(duì)、安慶至貴池長江中的日艦等。
蘇聯(lián)志愿航空隊(duì)按蘇聯(lián)空軍建制單位編成，它不僅由原部隊(duì)指揮官直接指揮，而且?guī)砹怂约旱囊徽椎厍谌藛T和航空設(shè)施(如加油車、電臺、汽油、飛機(jī)零備件和發(fā)動(dòng)機(jī)等)。他們以志愿隊(duì)身份參加中國抗戰(zhàn)，都穿著平民服裝。日本政府在獲悉蘇聯(lián)空軍在中國作戰(zhàn)的證據(jù)后，于1938年4月4日由其駐蘇大使重光葵向蘇聯(lián)政府提出抗議。蘇聯(lián)政府拒絕了日方的抗議，其外長李維諾夫聲明志愿兵赴華是個(gè)人身份行事，正像在中國軍隊(duì)中服務(wù)的其他西方國家公民一樣，而日本政府從未向西方志愿人員提出任何抗議，蘇聯(lián)政府也因之不必干涉志愿人員的行動(dòng)。李維諾夫還指出：“照日本當(dāng)局的說法，目前在中國沒有戰(zhàn)爭，日本也根本沒有同中國作戰(zhàn)，日本僅僅把目前中國發(fā)生的事情看作某種程度上的偶然事件而已，那么，日本政府的要求更令人無法解釋?！雹?月，日本外務(wù)省發(fā)表聲明，公開指責(zé)蘇聯(lián)向中國提供武器援助，派遣紅軍將士直接參加中國作戰(zhàn)。蘇聯(lián)政府對日本的指責(zé)照舊不予理會，繼續(xù)派遣航空志愿隊(duì)伍赴華作戰(zhàn)和提供飛機(jī)援助。
6月，日軍華中派遣軍沿江而上，向安慶等地發(fā)動(dòng)進(jìn)攻，拉開武漢會戰(zhàn)的序幕，中蘇空軍頻繁出動(dòng)，轟炸長江日艦和登陸部隊(duì)以及蕪湖、安慶等日軍機(jī)場，并攔擊日機(jī)空襲。僅7月8日一天，就連續(xù)出動(dòng)五次，炸毀日機(jī)二十余架，重創(chuàng)日艦十余艘。9月21日，中蘇空軍對羅山、柳村一帶實(shí)施了大規(guī)?？找u，遲滯了日軍向豫南方向的推進(jìn)。會戰(zhàn)期間，中蘇空軍聯(lián)合炸沉日艦23艘，其中一艘為排水量一萬噸的航空母艦，擊傷日艦67艘；擊落日機(jī)62架，炸毀16架、擊傷9架。另據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從1938年1月至10月，中蘇空軍共擊毀日機(jī)264架。⑩蘇聯(lián)著名飛行員殲擊機(jī)大隊(duì)長拉赫曼諾夫在衡陽上空迎擊日機(jī)時(shí)，不幸中彈犧牲。
武漢失守后，地面戰(zhàn)場進(jìn)入戰(zhàn)略相持階段，而空中戰(zhàn)場的爭奪卻有增無減。華中、華南等空軍基地的喪失，迫使中蘇空軍轉(zhuǎn)移西南、西北基地。加之長期作戰(zhàn)，消耗甚大，亟待補(bǔ)充休整，中蘇空軍出擊次數(shù)日漸減少。日本空軍卻加強(qiáng)了對中國戰(zhàn)略中樞的空襲轟炸，先于1938年11月持續(xù)轟炸中國蘭州空軍基地，繼之又對重慶、成都、蘭州等大后方城市實(shí)施了代號為“第100號作戰(zhàn)”(1939年)、“第101號作戰(zhàn)”(1940年)、“第102號作戰(zhàn)”(1941年)三次集中、持續(xù)、殘酷的無區(qū)別的戰(zhàn)略轟炸。其間，中蘇空軍雖經(jīng)過短期補(bǔ)充休整，仍無法改變空中日益不利的態(tài)勢，也基本上無法組織大規(guī)模的出擊，只能用于后方防空和相機(jī)攻擊日軍后方。
1939年，中國空軍只剩七個(gè)大隊(duì)、一個(gè)獨(dú)立中隊(duì)和四個(gè)蘇聯(lián)志愿大隊(duì)，共有飛機(jī)215架。經(jīng)過一年的作戰(zhàn)消耗，迄年底僅余一百三十余架，更無法對抗擁有七百余架飛機(jī)的日本空軍。這一年，中蘇空軍在蘭州上空分別于2月12日、20日、23日對日機(jī)的轟炸進(jìn)行了英勇反擊，擊落擊傷日機(jī)三十余架，迫使日軍大本營暫時(shí)停止對蘭州的轟炸活動(dòng)；11月28日、30日日機(jī)二百一十余架兩次空襲蘭州，蘇聯(lián)志愿飛行隊(duì)升空迎戰(zhàn)，擊落日機(jī)四架，迫使其難以向城市目標(biāo)投彈，不得不攜彈返航。據(jù)日方記載，1939年對蘭州轟炸中，日機(jī)受損率每次達(dá)23%,最高時(shí)達(dá)42%。(11)1939年10月至1940年初，中蘇空軍還竭力對武漢、南寧、南京、信陽、運(yùn)城等日軍機(jī)場和基地等進(jìn)行了轟炸并襲擊了岳陽日軍司令部及其附近目標(biāo)，取得一定戰(zhàn)果。特別是10月3日、14日，蘇聯(lián)TB遠(yuǎn)程轟炸機(jī)大隊(duì)兩次襲擊日軍漢口機(jī)場，炸毀日機(jī)84架，擊落3架；1940年1月，蘇聯(lián)CB轟炸機(jī)大隊(duì)襲擊南寧日軍機(jī)場和前線陣地，炸毀日機(jī)數(shù)架，炸死炸傷日軍多人。
1939年空戰(zhàn)較為激烈的是8月14日在武漢上空進(jìn)行的第四次空戰(zhàn)，蘇聯(lián)空軍志愿隊(duì)轟炸機(jī)大隊(duì)長庫里申科率領(lǐng)機(jī)隊(duì)從成都基地起飛，擬襲擊日軍武漢基地，在武漢上空與日機(jī)發(fā)生遭遇戰(zhàn)。在戰(zhàn)斗中，庫里申科駕駛的領(lǐng)航機(jī)被日軍三架德式塞師米特殲擊機(jī)包圍，但他猛烈向日軍機(jī)群沖擊，率各機(jī)組連續(xù)擊落日機(jī)六架，在敵我懸殊的情況下，領(lǐng)航機(jī)座機(jī)被日機(jī)擊中，庫里申科突出重圍，沿?fù)P子江飛臨萬縣上空，機(jī)身猛失平衡，被迫降落于揚(yáng)子江心，轟炸員和射擊手脫下飛行衣，跳水浮到對岸，庫里申科因疲勞過度，無力泅渡而光榮犧牲。
戰(zhàn)爭進(jìn)入1940年夏，中蘇空軍又聯(lián)合反擊了日機(jī)對重慶、成都為中心的“第101號作戰(zhàn)”。1939年，蘇普倫(后由科基納基接替)率殲擊機(jī)隊(duì)50架飛機(jī)進(jìn)駐重慶，加強(qiáng)重慶的防空能力，迫使日機(jī)不敢在晝間對重慶進(jìn)行狂轟濫炸。至1940年9月，中蘇空軍共擊落日機(jī)16架，擊傷387架，擊斃日空軍官兵89人。(12)從9月開始， 日軍將最新式的性能遠(yuǎn)超過蘇制飛機(jī)的零式“AIMI戰(zhàn)斗機(jī)”投入戰(zhàn)場，同月13日中蘇空軍在重慶上空首次迎戰(zhàn)該型日機(jī)，結(jié)果被擊落13架、擊傷11架， 日機(jī)僅受傷數(shù)架。之后，中蘇空軍為減少損失，基本上采取避戰(zhàn)辦法，只對日軍后方實(shí)施某些騷擾性活動(dòng)； 日機(jī)則肆意橫行中國領(lǐng)空，轟炸后方，搜殲中國空軍。年底，中國空軍僅存飛機(jī)約六十五架，處于蘇聯(lián)空軍援華后的最低谷，(13)空戰(zhàn)進(jìn)入最困難階段。這種局面直到太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)，美國空軍志愿隊(duì)參戰(zhàn)后才得到改觀。
1941年6月22日，蘇德戰(zhàn)爭爆發(fā)，蘇聯(lián)無力繼續(xù)支援中國抗戰(zhàn)，其志愿航空人員陸續(xù)回國。從1937年至1941年蘇聯(lián)共向中國提供各型飛機(jī)1250架，(14)先后在中國戰(zhàn)斗的航空志愿人員達(dá)兩千余人(一般每半年更換一次，每批200至300人),其中飛行員七百余人，(15)他們與中國飛行員并肩作戰(zhàn)，共擊毀日機(jī)1049架，(16)沉重打擊了日本侵略者。但戰(zhàn)爭是殘酷的，歷時(shí)近四年的空戰(zhàn)中，有近二百名蘇聯(lián)飛行員血沃中國長空。歷史上的這場戰(zhàn)爭正隨著時(shí)間的推移遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí)的空間，蘇聯(lián)志愿航空隊(duì)的英名和業(yè)績以及他們表現(xiàn)出來的大無畏的國際主義精神將永垂史冊。正如蔣介石所言：“由于蘇聯(lián)人民的深切同情和支持，給了中國物質(zhì)援助，才有可能進(jìn)行長期的解放戰(zhàn)爭。”(17)有人認(rèn)為蘇聯(lián)援華的動(dòng)機(jī)和目的是出于本國民族利益和外交政策需要的考慮，這一點(diǎn)固然不能忽視，但民族利益和人類利益并不脫節(jié)。