1937年8月，上海戰場硝煙瀰漫、血肉橫飛，日本海軍旗艦“出雲號”強大的炮火不斷向中國守軍發起轟擊，造成極大傷亡。蔣介石決定把他最寶貝的家當——中國空軍投入戰鬥。

此時的中國空軍組建不久、羽翼未豐。機隊的主要戰鬥力量是美國柯蒂斯公司生產的“鷹”式雙翼戰鬥機。美國公司將這種飛機的設計圖和零件出售給中國，然後由杭州的“中央飛機制造廠”組裝生產。

從1933年列裝起，到中日戰爭全面爆發，已經有100架“鷹”式雙翼戰機在空軍中服役，同時擔負轟炸機和戰鬥機的任務。這種戰機防禦薄弱，已經老舊落伍。空軍中新式戰機只有10架波音P-26戰鬥機和21架來自德國亨克爾公司和美國馬丁公司的轟炸機組成的機隊。

中國飛行員的駕駛技術更不容樂觀。據負責空軍訓練的美國將軍陳納德回憶，他們在訓練中甚至無法熟練駕駛教練機，更不用說波音P-26戰鬥機了。據說，他們大多是銀行家、將軍和委員們的子弟。

陳納德在寫給朋友的一封信中抱怨說：我不知道該怎麼辦。讓他們駕駛波音戰鬥機單獨升空，然後看著他們弄斷自己的頸椎？還是讓他們待在地面上，好讓這些人覺得我不信任他們?如果航空委員會繼續選送這種新手來當飛行員，所有飛機都變成廢鐵也毫不奇怪。

然而在上海生死存亡的關頭，中國空軍沒有選擇，他們受命對停靠在日本使館區外的旗艦“出雲號”實施轟炸。

8月14日，上海上空佈滿了細碎低垂的雲團，中國轟炸機升空後不久遇到猛烈颱風，機群被吹得七零八落，三三兩兩地到達了上海。上午10點，“出雲號“的防空炮開火了，住在上海國泰酒店和皇宮酒店的外國記者看到城市上空出現三架飛機，一名記者寫道：這些飛機俯衝下來，每架都投下了一枚炸彈。爆聲響徹全城，“出雲號”被濃煙吞沒了。

但他們的轟炸並未命中目標。陳納德解釋，這場災難是由於飛行受雲團影響而不得不低飛，而他們又沒有根據高度調整瞄準方式。結果，他們的炸彈直接落在了上海城中，造成不少平民傷亡。

所幸的是，中國空軍的戰鬥機表現出色，重創了日本空軍。當天下午，日本海軍的18架三菱G3M型“九六”式陸上攻擊機企圖轟炸中國機場。這趟任務來回1250英里，大部分航程都在開闊的海面上，這是當時世界上其他任何國家的空軍都不會嘗試的高難度任務。

中國戰鬥機中隊在杭州上空伏擊了日本轟炸機。飛行員們駕駛著“鷹”式雙翼戰機，以零傷亡的代價擊落了兩架G3M型轟炸機，同時重創了三分之一的日本飛機，導致它們在返程途中墜毀了。他們的航母艦載機部隊遭受了更慘重的損失，12架三菱B2M“八九”式艦上攻擊機也在同一天起飛攻擊杭州，最後只剩下一架回到“加賀號”航母上。

8月15日，16架G3M再次轟炸機出現在南京上空，而且沒有任何戰鬥機護航。中國空軍的波音和柯蒂斯戰鬥機衝入敵陣。他們取得了擊落4架、擊傷6架的戰績。在持續三天的跨海作戰中，日軍的9架現代化雙引擎轟炸機被擊落，11架遭到重創，只剩下18架可以繼續作戰。