民国成立后二三十年里，中国航空工业基本上处在试制或小批量生产阶段，并未建成独立自主的航空工业体系，基础极为薄弱，航空材料、发动机等核心技术没有掌握，基本依靠进口，所造的飞机质量也不够稳定，很难以大量国产飞机武装自己。
1937年卢沟桥事变后，中国进入全面抗战，但仅仅3个月时间，到10月22日，作战飞机从305架只剩下81架，中国空军的飞机在几次空战后就消耗殆尽，不得不依靠外援，到了1941年，仅余65架飞机，难以为继，不得不开始实施“避战策略”。
早在北洋政府时期，1920年7月东北奉系军阀张作霖就在奉天东塔农业试验场的旷地上修建了飞机场，设立了东三省航空处，有4架大威梅双翼三百六十马力旅客运输机和4架小威海单翼三百六十马力侦查教练机。1923年9月，少帅张学良出任东三省航空处总办，开始大力发展空军。他将东北航空处整编为飞虎队、飞鹏队、飞鹰队等五个大队，并亲自兼任“飞鹏”队的队长，先后从意大利、德国、英国、日本等国购进侦察机9架、水上飞机8架、轰炸机9架、战斗机5架、教练机8架，从日本、俄国高薪聘请了外国教官，同时派员出国深造。鼎盛时期飞行员有100多名、飞机300架，基本形成了一个比较完备的空军体系。
然而“九一八事变”的不抵抗政策，东北空军260架飞机全部被日军缴获。南京国民政府的空军有四所正规学校，即杭州中央航空学校、中央航空学校洛阳分校、中央航空学校广州分校和中央航空机械学校。经过培训淘汰，抗战前飞行员不足700人。而作战飞机的唯一途径发展就是向国外购买飞机。1937年，卢沟桥事变爆发时，蒋介石在庐山询问航空委员会主任周至柔，能用于和日本作战的空军战机有多少？周至柔的回答令蒋介石大吃一惊：只有305架！蒋介石大惑不解。因为1936年蒋介石50大寿时，国民政府发起了全国规模的“献机祝寿”运动。当时全国各大中小学，甚至包括寺庙道观的和尚、道士、尼姑都被迫捐款。这些款项，按照当时的数额计算，足够购买1300余架美国、德国生产的先进飞机。为什么只有305架呢？蒋介石把购买飞机的事委托给航空委员会秘书长夫人宋美龄去办。在向美国飞机制造洽谈合同的时候，有人对宋美龄说“现在飞机更新换代的太快，现在买了，很快要落后，不如先把这些钱存起来，等战争爆发时再买，可以买更多的飞机。”宋美龄觉得很有道理，于是把这些钱大部分存到了纽约银行的帐户上，但等到中日战争爆发，美英法等西方国家中立，实行武器禁运，也就再无买飞机的可能了。
作战飞机并不可怕，可怕的是飞行员中的汉奸，且不止一人：1941年9月27日，空军第一大队奉命轰炸湘北日军，该队上尉分队长张惕勤，挟持轰炸员汤厚涟、通讯员梁文华，驾驶一架苏制SB-Ⅱ快速轰炸机趁机叛变，飞往宜昌投敌。此事开创了空军投敌之先河，造成了极坏的影响。蒋介石闻讯震怒，在日记中写道：“此为我空军成立以来，最大之奇耻污点。”张惕勤后担任“伪南京国民政府航空署”科长和“伪中央空军学校”校长。汤厚涟、梁文华曾任“伪中央空军学校”教官。抗战中最恶劣的驾机投敌事件，则为“彭鹏事件”。彭鹏原名彭周，1937年10月1日，他驾驶一架霍克Ⅲ战机，在汉口机场将国军一架正准备着陆的德制He-111A0轰炸机误认为日军飞机，俯冲攻击后击毁了该机，造成包括分队长周莲如在内的6人遇难。这次误击也结束了这款轰炸机在中国的战斗历程。因为全军仅剩一架该机型，无法再进行编队轰炸，只能改为运输机使用。彭鹏因误击事件，被延至12期才予以毕业。但他对误伤战友毫无悔恨之心，反而因为被延期毕业，心生不满，遂驾机投敌。1942年3月后，彭鹏曾任“伪中央空军学校”飞行一连三分队分队长、伪空军副总队长等职。抗战胜利后，被判处死刑。抗战中，“中国空军”执行任务时，平均每3.5架次就被击落或因各种原因（机械故障或操纵失误）坠毁，损失率极高。在此情况下，只得依靠外援支撑局面。苏联低息贷款2.5亿美元给中国购买战机，又派出志愿航空队，在两年左右的时间里，共有236名苏联飞行员与日军作战时牺牲。美国高薪募雇陈纳德“飞虎队”，飞行员每月600美元，队长750美元，机械人员350-400美元，每年30天带薪休假，外加每月30美元生活津贴，另每击落一架日机500美元奖金。“飞虎队”1941年8月组成，但由于飞行员大多为运输机、轰炸机飞行员，还进行了几个月的训练，直到1941年12月20日才开始第一次空战。不到一年之后，即1942年7月4日，“飞虎队”解散并入美国空军第十航空队，很多“飞虎队”飞行员嫌美军薪水低而选择回国。国民党的机场防卫也极其空疏。1938年7月18日，日机轰炸南昌，两架日本飞机竟肆无忌惮地降落于新机场，将国军停放于地面的5架飞机放火焚毁，再升空归队，其嚣张气焰不可一世；1940年10月4日，日海军第12航空队的四名飞行员驾机降落于成都太平寺机场，其中东山、中濑两人在光天化日之下，竟徒手一举将“空军”指挥所纵火烧毁，再升空扬长而去。
时任军政部长的何应钦《对五届三中全会军事报告》曾有这样一段话：“购买一千架飞机容易，而使用一千架飞机并永久维持一千架飞机之战斗力于战场之上则甚难…最近十年中，用于建设空军之经费，各国平均每年约在中币一亿元以上，近年以来，更有增加，反观我国，面积甚广，海岸线甚长，而现有空军兵力，甚为薄弱，每年经费，亦甚支绌，欲于最近之将来，完成强有力战斗之常备空军，尚须赖我政府及人民之努力焉。”
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