航空志愿队来华的战争背景
相比与地面作战屡战屡败，抗战前期中国的空军和海军在装备差，组织体系混乱的不利条件下，用巨大的牺牲换来了令人惊叹的胜利。
在一二八淞沪抗战中首次见识了日军海陆空联合进攻威力的中国军队，在之后对日作战中，中国陆军苦于日军的空中支援，加上陆军建设失衡，缺乏防空部队，不得不单纯依靠空军驱逐机部队来为地面部队提供有限空中掩护。同时，日军作为最早的采用恐惧轰炸战术的国家，利用其陆攻机和重爆部队对中国城市进行了大规模战略轰炸，意图通过恐怖轰炸来瓦解中国人民抵抗意识。空军部队不得不疲于奔命于各大城市执行防空任务。
中国空军参观来华的波音 281 战斗机（中方称其为波音 248）
在各兵种的技术兵器水平上，中国空军在 1938 年前与日军的技术差距是比较小的。霍克，波音 281，CR.32，还有后来的“斗士”，这批飞机的性能与同期日本的 3 式舰战，95 式舰战，96 式舰战相比，整体差距不大，部分技术数据还具有优势。但是问题是，与日军军机的巨大数量相比，我军的数量劣势难以弥补，而且由于飞机型号复杂，技术保障难以进行。
日本 Ki-27 战机
96 式舰载战斗机
A4N1 中岛九五式舰载战机
同时，中国空军飞行员总人数少，经不起消耗，而且技术参差不齐，除个别王牌外，大部分飞行员连最基本的技战术动作都不熟练，加上导航地勤等方面存在大量问题和不足，中国空军的非战斗损失极为惨重。
繁重的任务，巨大数量劣势造成到八一三上海战役结束后，中国空军虽然创造了不少骄人的战绩，但自身也基本将飞行员和飞机消耗殆尽，能够作战的飞机只剩下不到 40 架，而在八一三之后在上空创造骄人战绩的空战英豪乐以琴、刘粹刚、高志航等人也先后牺牲。到 1937 年 11 月上旬，负责保卫南京的空军第三第四大队只剩下 7 架可升空作战的飞机。中国空军实际已经基本丧失了作战能力，如果没有外来的技术兵器和人员补充，中国空军也可能像海军一样从此沉寂。
一路颠簸和首战南京
9 月中旬， 在苏联空军内秘密征召的飞行员被送往茹科夫斯基空军学院进行挑选，其中有 SB 和 TB-3 轰炸机的机组。不过怎么把飞机弄到中国却成了个问题。
援华飞行队的 SB-2 轰炸机
SB-3 的发动机散热器改为腹部进气口，减小了阻力
外国援华物资运入中国虽然没有美英对苏援助的北极护航战那样大的名声，但是难度一点不差。国人津津乐道的驼峰航线创造了航空史上的奇迹，滇缅公路的修建和为其开通而进行的中国远征军缅甸战役也是旷日持久，艰难异常。与被迫取道云南的美援相比，苏联对华援助可以方便的通过蒙古运入，但是空军战机的运输却是困难重重，为此中苏付出不小代价。
DB-3 远程轰炸机
TB-3 重轰
当时的运输条件非常恶劣，战斗机先被拆解，由汽车经中亚运往中国新疆的迪化（今乌鲁木齐），在迪化重新组装后，由中苏飞行员驾驶飞往兰州。轰炸机由苏联飞行员驾驶，一路转场飞行的行程始于阿拉木图，经过石河，乌鲁木齐，古城（奇台），哈密，安西，肃州（酒泉），凉州（武威），最终抵达黄河边的兰州结束，另一路则由伊尔库茨克起飞，越过蒙古高原飞往兰州。10 月 22 日，首 批225 架飞机抵达迪化，同时到达的还有苏联两个飞行志愿大队，成员共计 254 人。而中国空军驱逐机司令兼四大队长高志航则挑选率 20 名优秀飞行员到兰州接受苏联援助的飞机。为了迅速回援上海，高志航先后两次顶风冒雪驾机独闯六盘山，开辟了从兰州直飞西安的六盘线航线。不幸的是， 6 架战机在强行穿越六盘山时毁于狂风暴雪之中，机毁人亡。 11 月，第一批苏联志愿队的地勤人员进驻迪化和兰州，帮助中国飞行员改装和熟习苏制飞机，并开始担负兰州的防空任务。在高志航的要求下，苏方将原定一个月新机训练时间缩短到 3 天。
已涂上中国空军标志的 SB-2 机队
1937 年 12 月 1 日，首批苏制 I-16 战斗机 23 架，在大队长 Г.M.普罗科费耶夫的带领下到达南京机场。当天便 5 次升空作战，仅在傍晚的一次空战中，苏联志愿飞行员就击落敌机 5 架，俘虏日军飞行员 4 人，己方损失 2 架。对苏联志愿飞行队的首战，国内资料之间有个小小的出入，那就是这首日的五次升空作战是在转场结束后还是包括了转场途中的有待考证。
机场上的中苏飞行员
不过从小猫在《拉贝日记》上查到的相关记述来看，这批苏联飞机至少不是在转场飞越南京上空与日军作战的，因为我个人更倾向于苏联支援航空队是在转场结束后再与日军作战并击落日机的（拉贝日记 12 月 1 日的记述“今天，我们在这段时间里听到了 3 次防空警 报，但没有空袭。韩（湘琳）说，他看见 20 架崭新的中国飞机朝西边飞了。”）第二、三天苏联航空队又连续作战，三日内击落敌机的数量已经达到 20 架左右。其中 12 月 2、3 日的作战也被拉贝记入日记“（12 月 2 日）我们今天听到了 3 次警报。投掷了炸弹，发生了多次空战。据说空战时击落了 3 架日本飞机。（12 月 3 日）我们今天经历了数小时的空战。”
I-16 Type 10
苏联航空队带队的 Г.M.普罗科费耶夫（也有译为帕拉卡费耶夫）是“苏联英雄”和金星勋章获得者，他接替了在凉州因事故殉职的库尔丘莫夫的职务。就像 13 年后苏联派往朝鲜战场志愿中朝军队的空军部队一样，苏联援华志愿航空队中有大量飞行员曾在西班牙内战重参战，作战经验丰富，技战术水平较高。此后在南京上空几乎每日都有空战爆发，但是面对蜂拥而来的日本空军，支援航空队和补充了新式 I-15/I-16 的中国空军仍显得寡不敌众，从拉贝日记和 12 月 6 日 7 日大批日机整日在南京外围淳化镇阵地轮番轰炸的战况来看，中国空军的抵抗充其量只能鼓舞一下中国军民的士气，远远不能取得制空权。
中苏地勤人员维护 SB-2，准备下次的出击
12 月 1 日同天到达南京另一机场的，还有 M.Ф.马琴副大队长率领的 20 架 SB 轰炸机。次日，轰炸机大队长基达林斯基和副大队长 M.Ф.马琴分别率机轰炸了停泊在上海附近长江入海口处的日舰和日军在上海修建的飞机场。