志愿者们由两个西班牙人 Ya. V. Smushkevich 和 P. I. Pumpur 负责审查。在这期间，第 9 独立战斗机大队（被命名为伏罗希诺夫大队）的人员还以为要去的是西班牙。被选中的多是老资格的飞行员，他们早在 30 年代初 Ya. V. Smushkevich 在 Smolensk 担任旅长时就是他的部下，当然还有些年轻人---D. A. Kudymov, Korestelev、Bredikhin、Kuznetsov 等等。从太平洋舰队第 32 大队挑选了 6 人，他们是 A. Z. Dushin、S. Remizov、Manuilov 等等。在大队指挥部里面有一些试飞员，包括 A. N. Chernoburov。
1937 年 10 月从远东挑选的志愿者来到位于莫斯科的卢科夫斯基飞行学院。他们都没有战斗经验。他们在那里了解了日本 95 式战斗机的性能。10 月 21 日，去中国的 447 人准备就绪，包括地勤人员、机场建筑师、工程师和组装飞机的工人。志愿飞行员化妆成平民坐火车到达 Alma-Ata。
但意想不到的情况发生了。到达 Alma-Ata 后他们才发现机场上只有 30 架 I-16，而他们只飞过 I-15。在等待新飞行员到来的两三周内 Zakharov 只好用 I-16 来训练他们。I-15 大队（指挥官 A. S. Blagoveshchenskii 上尉）的人员分别于 1937 年 11 月、12 月和 1938 年 1 月分三批前往中国。第一批 I-15 和 I-16 和轰炸机的转运路线类似，从南路 Alma-Ata--Lanzhou 。
在穿越蒙古的北路未开通前，苏联援助的装备走南路时也有用海运的。为此中国政府特许几艘英国轮船把武器运到香港，再运到内地。后来海防和仰光成为指定港口。到达港口后，武器通过卡车或者火车运往中国。头两艘轮船载运了 6,182 吨军火于 1937 年 11 月离开塞瓦斯托波尔。其中包括汽车和装甲车（82 辆 T-26 坦克，30 台发动机，568 箱 T-26 的零件，30 辆拖拉机，10 辆 ZIS-6 卡车），各种枪炮包括 20 门 76 毫米高射炮以及4 万发炮弹，207 箱高炮部件，4 套探照灯，2 套声源定位仪和航空武器。
为了避免和日本军舰遭遇，英国轮船直到一月底才到达由他们指定的地点。二月份中国发电报给苏联，称第一和第二艘船已经到达海防和香港。货物开始卸船，几天内可以完成。但是由于运输网络不发达，卸下来的军火不能立即运往战区，而往往必须延迟 1.5 到 2 个月。
很自然航空装备这样折腾是不行的。但是如果用南路的机场又太危险，那些机场海拔高、跑道小、设施简陋，不适合快速轰炸机降落，即使对于战斗机也很危险，特别是对降落速度快的 I-16。此外每架飞机都超载。正如 G. Zakharov 写的，除了满载燃油和武器外，还得装载迫降时所需的一切，包括钩子、绳子、帐篷、维修工具和零备件。事实上战斗机都是装在卡车上运往中国的。
严寒的气候也带来了麻烦。当 Zakharov 带队在古城过夜时，一夜的雪把机场和飞机盖了个严严实实，到了早上已经不可能起飞了。用机械师 V. D. Zemlyanskii 的话说，只能根据地面上的一个鼓包来判断下面有飞机。在人烟稀少的机场也没有足够的人力清扫积雪。于是苏联人把两架飞机一前一后摆在跑道上，在跑道上反复碾压了 2--3 个小时，硬是压出了两条细细的道路。从这样的跑道上起飞是危险的，就像滑雪时背着个包，不论向哪一边滑出一米都会导致事故。但除此之外没有其他办法。最终有一架飞机未能成功而留在古城过了 1938 年的新年。F. P. Polynin 带领的轰炸机队在另外一个机场被沙暴延误了两个星期。
领航员 P. T. Sobin 详细记载了 1937 年 9 月到 1938 年 6 月之间他和飞行员 A. A. Skvortsov 以及 A.Shorokhov 是如何在这条航线上反复为战斗机群（10--12 架）领航的。为第一批 I-16 领航时，N. I. Ishchenko已经是这条航线上的老手了。程序通常是这样的：带队长机首先起飞，然后在机场上空盘旋，把陆续起飞的其他飞机集合起来。在沿途飞行时通常采用双机编队或 3 机 5 机编队。长机要始终关注僚机，不让他掉队。接近机场时长机解散编队，各自降落。沿途机场的布置以飞机的航程为限，所以起飞后编队速度要快，以减少燃油消耗。有时遇到燃油不足的情况，长机要最后降落。
Sobin 在转场过程中只发生过一次丢失飞机的事故。因为发动机故障，一架 I-16 在古城以东 70 公里的 Mulei 地区迫降。在降落时飞行员受到震荡，损坏的飞机不得不留在原地等待维修队的到来。12 月 25 日 A. Z. Dushin 驾驶 I-15 飞往兰州时，忽然闻到一股酸味，然后飞机就失去控制。幸运的是他在一片空地上迫降，保住了飞机。经过维修后再次起飞时，飞机坠毁了。
在中转机场降落时飞机经常拿大顶。飞行员们经常受一点轻伤，而飞机的螺旋桨、发动机罩、发动机和尾翼也经常受损。这些飞机很快会得到修复。
最严重的事故发生在第一批转场的飞机身上。10 月 28 日在苏州（机场建在半山腰上）降落时，长机 V. M. Kurdyumov 在跑道边缘发生翻滚，飞机起火，飞行员死亡。
由于空中运输受到意外的损失和天气原因的延误，所以空中转场的方式停止了。后来苏联人把飞机分解后用卡车沿陆路运到新疆哈密。为此成千的苏联工人在艰难的条件下用很短的时间在高山和沙漠中修通了一条公路。第一辆卡车于 1938 年 4 月出发了，至月底到达哈密。在那里飞机组装好并经过试飞，然后飞往兰州。整个过程要花去 18--20 天。通过这种方式运送了 62 架 I-15bis。此外还有各种弹药和零备件共 2,332 吨。
从 1937 年 10 月 31 日起，南路由 P. I. Pumpur 负责。他接受了 Kurdyumov 事故的教训，改变了第二批 I-16 的出发时间。Pumpur 开始严格训练飞行员：以最大高度飞行，在难以接近的山地上降落，限制降落距离。飞行员 Korestelev 在降落时拿了大顶，无法继续飞行，差点被送回国。但他的同志们很勇敢，继续坚持训练。这支部队后来表现突出。