8月21，0937，中蘇正式簽訂互不侵犯條約。此後，蘇聯開始向中國提供經濟貸款和軍事援助，並向中國派遣軍事專家和誌願航空隊參加抗日戰爭。1937 10，蘇聯阿拉木圖至漢口航線開通。10年10月下旬，首批蘇聯誌願航空隊陸續抵達中國。首批254名* * *自由人和地勤人員分別組成了以達林斯基為首的轟炸機大隊和以庫爾查莫夫為首的戰鬥機大隊。途經涼州時，庫爾丘莫夫不幸墜機身亡，普羅科菲耶夫接管了戰鬥機大隊的指揮權。此後，蘇聯誌願空軍的實力不斷擴大。高峰時達到了四個旅的戰鬥機和轟炸機。
蘇聯誌願空軍成員采取輪換的形式，先後有2000多人在中國參戰。日加列夫、裏恰戈夫、阿尼西莫夫、波裏寧、特霍爾、赫留金、布拉戈維申斯基等著名空軍將領都曾來華抗擊日軍。蘇聯對中國空軍的援助真是雪中送炭。當時中國空軍的飛機在淞滬會戰中幾乎消耗殆盡，急需補充。本來中國空軍已經向歐美國家訂購了363架，但是1938年4月只獲得了85架，其中13架沒有列裝。然而，就在這個關鍵時刻，大量來自蘇聯的飛機不斷進入中國。到1938年2月，蘇聯向中國出售了232架飛機，金額達2254萬美元。其中戰鬥機156，輕型轟炸機62，重型轟炸機6，教練機8。在蘇聯的幫助下，中國的空軍力量大大增強了。到1938年2月，作戰飛機390架。其中，驅逐艦230艘，轟炸機160架。中國空軍裝備的驅逐機大多是蘇聯援助的и-15和и-16。и-15是雙翼彈射器，轉彎半徑小，機動靈活，但速度慢。и-16是單翼彈射器，時速480公裏，但機動性差。兩種類型的驅逐者都裝備有4挺“斯卡”高速機槍，每分鐘可發射1800發子彈。空戰中，我壹般是和и-15，и-16聯手迎敵。壹般是我和敵機戰鬥，и-16從天而降追擊逃跑敵人。
中蘇空軍聯手作戰，極大地鼓舞了士氣，使日本陸、海軍飛機損失劇增，日本空軍被迫後撤基地500公裏。1938年3月，為發揮空軍力量，配合陸軍作戰，中國空軍在南昌成立1號路指揮部，配合3、5戰區作戰。在廣州設立第二路指揮部，配合第四戰區；第三路司令部成立於Xi安，以配合中國軍隊在湖北和四川北部。張、劉慕群、田為都督。航空委員會也很快做出了調整。周至柔調任空軍學院教育局長，錢大鈞接任航空委員會主任，毛邦初任軍務部主任，黃廣瑞任軍務部主任，黃炳衡任總務部主任，黃振球任防空部主任，簡任政治部主任。此外，航空委員會特務團擴大為特務旅，任命萬雲林為少將旅旅長。航委起初設漢口，後遷至衡陽，後遷至貴陽。調整後的中國空軍更加精幹。此後不久，中蘇空軍勇士在武漢上空並肩作戰，給日本侵略者迎頭痛擊，打了壹個又壹個漂亮仗。