将司令、少将副司令、少将参谋长、第一至第四处（分管人事、情报、作战、供应），秘书、督察两室，财务、总务两科，通讯、气象两个大队、担任警卫的特务营、空军总站下辖多个航空场站、高射炮兵团。在1946至1949年第二次国共内战期间，中华民国空军在中国以及台湾海崃周边参与作战支援与空袭中国共产党的任务。并且与中国人民解放军空军发生至少11次空战。1949年4月，中华民国空军与中华民国的其他政府部门一起退往台湾。同年10月，中华民国空军在金门的古宁头战役中协助阻止中国人民解放军推进。
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