不过，尽管特遣队在装备与人员上较之以前有所加强，但大批美志愿队老队员的离去还是一度削弱了战斗力。就在这种情况下，特遣队在东南部基地开始对日作战。尤其是从衡阳基地起飞的美机一开始就不断轰炸武汉、广州、南昌及九江一带的日军机场、仓库、舰船及兵营等。7 月 19 日美机甚至还对设在临川的日陆军司令部进行轰击，对当时正与日军展开临川战役的中国军队也给予空中掩护，初步改变了中国军队没有空中支援的状况。这一切给长江流域及华中敌占区的日军构成巨大威胁。因此日军决定趁特遣队立脚未稳就加以消灭。从 7 月 30 日起日军组织了有相当经验的飞行员以 118 架飞机之众先后突破衡阳防空网对衡阳进行长达 36 小时的轰炸。但特遣队并未怯敌，与敌机展开激烈的空战，结果日方不但未能消灭衡阳基地，反而损失 17 架战斗机、轰炸机〔22〕。衡阳空战后一个月内，特遣队的活动不但没有减弱，反而将战线扩大到缅越一带。8 月 12 日海恩斯上校率领的轰炸机队首先袭击中国以外的日军占领区——海防。其后，日军设在缅越的其他基地、军火库、油库等若干军事目标也经常遭到轰炸，直至 9 月底，这给予日军以极大的打击。仅就 7 月、8 月统计，特遣队共袭击中国沦陷区及缅越境内日军设备及阵地 23 次，日机在战斗中被击落 28 架，毁于机场者 30 架，而特遣队自身仅损失 5 架及 4 名飞行员〔23〕。到 10 月下旬美机还开赴华北冀东附近开滦公司一煤矿进行轰炸，被报界称为“飞袭华北第一声”；对香港、九龙的飞袭也开始进行；11 月 25 日美机又首次进行夜袭，使汉口的日军设施、炮舰及汽船遭受损失。这一切行动虽然都是侵扰性的，仍属于“打了就跑”的空中游击战术，但它不但表明美机的顽强斗志，而且表明日空军则再也不能像以前那样绝对掌握中国上空的制空权了。
不过，需要指出的是，虽然特遣队逐渐开始对日军的制空权进行挑战，但要彻底夺取制空权尚有很大困难。这不但因为日机在数量上占有优势，在训练、供给、设备、运输方面占有许多便利〔24〕；还因为特遣队自身有一重大弱点：即损失飞机后很难得到补充，供应物资也因驼峰运输量有限而十分紧张。因此，不但中国舆论界在 1942 年下半年要求美国加强空军援华的呼声很高，美国舆论界也大声疾呼。例如 1942 年 7 月下旬美报在报道特遣队轰炸了广州敌机场时就呼吁：“欲其负起艰巨之工作，尚须尽速获得适当之增援”〔25〕。至于特遣队首脑的陈纳德对此认识更加清楚，并多次要求美国政府增加援助。然而，由于美国更重视欧洲战场，中国战区美军最高首脑史迪威又历来主张重点发展地面部队，结果陈纳德的要求屡遭否决。尽管如此，陈纳德还是在 10 月通过罗斯福总统私人代表温德尔·L·威尔基致函总统,要求获得 105 架新式战斗机、30 多架中型轰炸机、12 架重轰炸机，并以 30% 的战斗机及 20% 的轰炸机补充。为了说服总统，陈纳德指出他的计划成功不但有利于麦克阿瑟及海军在太平洋的进展，而且可以使中国人永远成为美国人的朋友，日本人则在半年内被赶出中国。此外，在信中陈纳德还要求作战上的自由与直接向蒋介石报告的权利〔26〕。像往常一样，陈纳德的计划遭到马歇尔与史迪威的强烈反对。然而，由于陈纳德的计划得到罗斯福一些私人顾问如霍普金斯及科里的支持，加上蒋介石发出电报与陈纳德计划前后呼应〔27〕，终于使罗斯福的态度趋于积极。
从美空军十四航空队成立到中国上空空战的结束
1943 年 1 月，在摩洛哥卡萨布兰卡举行的会议上，罗斯福强调了扩大美驻华空军部队的政治利益，认为定期轰炸日本“将大大地鼓舞中国人民的士气”。在会议结束后致蒋 介石的电报中，罗斯福保证决心立即增援陈纳德〔28〕。3 月 8 日，罗斯福最后决定 1943 年美国在华的主要方案是：成立美空军十四航空队；逐渐增加其空军实力，使之达到 500 架飞机；在设备许可情况下中印空运数量每月应增至 1 万吨。11 日美空军驻华特遣队正式改编为第十四航空队，陈纳德为第一任少将司令。该队在编制上系从第十航空队独立出来。其主要任务是：保卫自身在驼峰的运输线；搜集和破坏日军飞机与部队营地；轰炸日本在华军事设施；轰炸中国海岸与岛屿附近的日本船运；在印支、缅泰及台湾破坏敌军供应与军事设施；鼓励中国的抗日并以一切可能方式支援地面部队〔29〕。
然而，尽管第十四航空队得到罗斯福的支持，但这并不意味着从此陈纳德就能顺利实现自己的军事计划。相反，由于当时滇缅公路仍未打通，十四航空队的给养仍只能依靠从印度飞越喜马拉雅山到昆明的驼峰运输线（如果连从美国送到印度的路程，运输线长达 1.4 万英里），美空军运输大队虽尽了很大努力，运到昆明的物资仍有限；加之，第十四航空队仍隶属于史迪威之下，物资分配权也由史迪威掌握，因此陈纳德仍无法获得物资上的优先供应权。史迪威认为在收复缅甸之前十四航空队只能获取有限物资中的 3／8。更不幸的是，驼峰运输线在 1943 年 4 月又因雨季的提前到来而几乎完全阻断。在 4 月头 10 天，原定有 245 吨物资可送交十四航空队，结果，只送到了 45 吨，航空队的活动只好暂时停止。事实上 4 月只有一次飞行任务，即 24 日 9 架 B-25 型轰炸机出袭在缅甸的一个日军基地。
美空军的这种情况，给了日本以可乘之机。当时与在华美空军作战的日本空军，拥有战斗机 200-250 架，轰炸机 50-100 架。在 1943 年 2 月底制定的“帝国陆军对华作战指导计划”中，日方已决定“1943 年春季以后及时加强航空作战”，“遏制敌空军蠢动”是日军的主要任务；为此还拟增加战斗机、轰炸机各两个战队以击破中国内地特别是西南方面的在华美空军〔30〕。3 月末日第三飞行师团首先从广州攻击桂林；4 月初衡阳、零陵、建瓯美军前线基地也频遭日机袭击；日机从 3 月 30 日起针对丽水机场的情况连续三天累计 80 架次进行轰炸；4 月 22 日日机以 44 架之众进袭零陵，同时对云南驿美机场也进行轰击，美机损失 17 架；4 月 29 日31 架日机再次进攻桂林，迫使美机向后方转移。