ソ連空軍志願隊
1939年末頃から、中国とソ連の関係は悪化を始めた。戦線の膠着による日中戦争の長期化、国民政府と中国共産党との摩擦、国民党内の反共グループの存在などにより、ソ連は国民党に対して不信感を募らせた。さらに、独ソ不可侵条約締結以後は中国の抗日戦を支援する意義が薄れたこともあり、1940年中頃から兵器供給は減少ししつつあった。とはいえ、中国が航空機の不足に苦しんでいた1940年11月25日から41年6月1日まで、ソ連は戦闘機・爆撃機250機を供給した。1941年6月、独ソ戦が勃発すると、中国を援助する余裕が無くなったソ連は支援終結を宣言、徐々に引き揚げていたソ連空軍志願隊も完全に撤収した。
ソ連製の航空機は1937年10月から39年9月までに985機、1941年までに1,250機が中国へ送られた。供給された航空機は中国空軍・ソ連志願隊で使用され、ソ連人部隊が引き揚げる際にその使用機は中国側へ引き渡された。1938年から40年5月までの統計によれば、ソ連志願隊は約50回以上の戦闘に参加し、日本機の撃墜81機、地上破壊114機、艦艇14隻(中国空軍との共同)などの戦果を収めたとされる。飛行士や技術者ら延べ約2,000人が中国へ派遣され、200名以上が命を落とした。
日本軍は、1938年6月から始まる武漢攻略作戦に先立ち、漢口への爆撃を企図した。4月29日(天長節)、日本海軍航空隊の45機(第十二航空隊の小園安名少佐率いる九六艦戦27機、および第十三航空隊の棚町整少佐率いる九六陸攻18機)が奇襲を狙い、別々の経路から漢口へ飛来した。しかし地上の監視哨に察知され、中ソ戦闘機隊の60機が離陸していたため奇襲にはならなかった。空域は彼我100機近い航空機が入り乱れての大混戦となった。この結果、日本海軍は51機撃墜、4機喪失と発表した(これは天長節のために修正された戦果であるとされる)。一方の中ソ側記録は、撃墜21機(戦闘機13・爆撃機8)、被撃墜9機となっている。
武漢会戦中には、長江沿いに進撃してくる日本軍地上部隊や、長江上の艦船を襲撃した。しかし南京と武漢の中間にある安慶が占領され、駝龍湾飛行場が新設されると、日本軍戦闘機の在空時間が長くなり、制空権は日本側に移っていった。10月以降、戦力の損耗した中ソ航空隊は戦闘を避けるようになり、10月25日武漢は陥落した。また、2月から8月までの間にソ連人飛行士15人が犠牲となっている。
南昌には青雲譜・老営房の新旧2つの飛行場と南昌飛機製造廠(イタリア企業との合弁で1934年設立)があり、中国空軍の重要基地であった。日本軍は武漢とともに、2月から8月頃まで南昌への攻撃を繰り返した。5・6月の攻撃では多数機が地上で破壊され、中ソ連合航空隊は武漢・南昌から奥地へ引きあげた。南昌は翌1939年3月に日本軍によって占領された。