七七事变以后，抗日战争全面爆发。中国空军同日军展开了殊死空中搏斗。中国空军本来飞机数量就少，又没有自己的航空工业，飞机装备全部依赖进口，得不到及时补充。开展仅2个月多，到1937年10月，就仅剩下81架，其中还有一部分待修。到11月，中国空军可用于作战的飞机仅剩30余架，已经无力发动对日军的作战。此时苏联及时伸出了援助之手，于1937年11月组建了苏联志愿航空队来华作战，12月即投入战斗，并援助了一批飞机，到1938年初，中国空军又拥有了作战飞机390架，其中伊-15、伊-16战斗机230架，轰炸机为DB-3、CB等型，有160架。
中国空军飞行员和苏制伊-15战斗机
有了苏联的援助之后，中苏空军联合作战，对侵华日军造成了一定威胁，却仍未改变中国战场上敌我力量悬殊的总体态势。但即使在这样的情况下，中苏飞行员仍然抓住有利战机，利用有限的力量，出其不意地给敌人以狠狠打击，遏制了敌人的嚣张气焰。
1939年9月5日，日本海军第一联合航空队经回国休整和补充之后再次来华，进驻汉口机场。这样汉口航空基地就集中了日本海军第一、第二联合航空队和陆军第三飞行团的200余架各式飞机，袭击中国内地的日军飞机大部分是从这里起飞的。中、苏空军决定联全行动，对汉口机场进行一次大规模攻击，力争削弱敌航空队的有生力量。
10月3日午后，苏联志愿航空队轰炸机队出动29架DB-3型轰炸机袭击武汉，日军对中苏空军长途袭击能力估计不足，在汉口机场周围疏于戒备。此时日本海军木更津航空队的6架新接来的攻击机刚到机场，第一联合航空队司令官塚原二四三少将等军官们都在战斗指挥所门前迎接，并听取接收新机的指挥官报告情况。突然，50多枚炸弹和燃烧弹呼啸着从天而落，机场顿时变成一片火海。日本海军木更津航空队副队长石河中佐、鹿屋航空队副 队长小川中佐及士官5名被当场炸死，塚原二四三被炸掉左臂，12名士官身负重伤，鹿屋航空队司令大森未雄大佐及25名官兵也被炸伤。30多架飞机被炸毁，油库及航空器材库的一部分也被炸毁。日军损失极为惨重，苏联飞机仅有1架负伤。
DB-3型轰炸机
10月14日下午14时许，苏联志愿航空队20架轰炸机再次出现在武汉上空，背着太阳向日军机场发起攻击。在空中警戒的3架日军战斗机赶来拦截，在地面待要的7架舰载战斗机也紧急起飞，但为时已晚，大批的炸弹倾泻而来，机场上腾起滚滚浓烟。据战后日本方面承认：此次轰炸中，日本“海军第十三航空队的主体约40架飞机被毁，陆军飞机20架也遭损坏，这是事变（指侵华战争）以来发生的最大损害“。除此之外，当天还炸毁了日军机场的1座油库、40余辆汽车及3万箱弹药。敌陆、海军官兵伤亡300余人。苏联志愿航空队仅伤飞机2架，全部安全返航。
两次空袭给日军造成了严重损失，为了报复，日军于11月4日派出了在武汉的所有轰炸机72架，由第13航空队司令、“轰炸大王”奥田喜久司大佐指挥亲自指挥，空袭成都。中国空军地面情报网及时得悉，由于预警时间充分，中国空军机群得以事先占据高度优势。敌机群分为两部分，中国空军战机分头迎战，一举击落敌攻击机4架，其中第5大队第29中队副中队长邓从凯咬住敌军领队长机，一直追到成以南的仁寿和简阳两县交界处上空，终于将敌机击落。但他本人的战机也多处中弹，坠落在仁寿县向家场，机毁人亡。事后查明，邓从凯击落的正是奥田喜久司大佐的座机，机上敌人全部毙命，在飞机残骸中，发现标有成都各地点详细位置的地图，以及奥田喜久司的印章、短剑等。击毙奥田喜久司也是对日军海军航空兵的又一次沉重打击。