日战争期间及战后.七七事变后，中国抗日战争全面爆发，中华民国空军投入抗战，但主力基本上被侵华日军消灭，一批飞行员战死沙场；因此，航空烈士公墓又葬入了24人，例如刘粹刚等空军军人。由于处于战乱、时局紧张，多名烈士被合为一墓，仓促草率地安葬。1937年南京保卫战后南京陷落于日军手中，日军大肆破坏航空烈士公墓，把所有地面建筑物付诸一炬，也烧燬了全数墓冢及遗体，以报复中国空军对日军的抵抗。抗日战争胜利后，中华民国政府重新把首都定为南京，并为公墓进行大规模修葺，基本按照抗战前的状况重建，逾二千名日军战俘被勒令参