Su primera intervención se produjo durante la Campaña de Extremadura, con el bombardeo de las Fuerzas sublevadas en Medellín y la casi total destrucción de una sección de la Columna de Asensio Cabanillas. Continuaron operando en el Frente del Centro durante los meses de septiembre y octubre. Cuando se produjo la creación de las Brigadas Internacionales, Malraux consiguió que la escuadrilla se mantuviera independiente de su estructura. En diciembre de 1936 la escuadrilla marchó al Frente de Aragón para apoyar en el aire una ofensiva republicana sobre Teruel, que finalmente fracasó. Durante esta operación el derribo del bombardero Potez 540 "Ñ" en la Sierra de Gúdar fue el que inspiró a André Malraux en su novela "L'Espoir" ("La Esperanza"). Generalmente se sitúa la última intervención de la unidad durante la Batalla de Málaga, cubriendo la retirada republicana en la carretera de Málaga-Almería, mientras que algunos autores la sitúan en la Batalla de Guadalajara. Para entonces la escuadrilla se encontraba muy debilitada por las pérdidas de hombres y aviones, integrándose sus restos en las unidades regulares de las Fuerzas Aéreas de la República Española (FARE).