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1937年8月13日，“淞沪战役”开始。次日，中国空军投入战斗，开始了自抗战以来中日两国空中力量的首次交锋。

8月14日，中国空军出动轰炸机对长江内的日本军舰以及位于上海的多处日本军事目标进行了轰炸，击沉日本驱逐舰一艘，还造成日军人员物资的重大损失。中午时分，日军派出战机对中国进行报复性轰炸，在杭州湾上空遭遇中国空军的拦截，双方在杭州湾上空进行了一场激烈空战。是日，中国空军击落敌机6架，取得了6∶0的战绩。

抗日战争初期，中国空军的主力战斗机如美制的霍克，苏制的I-15、I-16的性能不下于日军，日本的零战服役后，日方才取得绝对制空权。战争初期，中国空军和苏联援华志愿航空队取得不少辉煌的战绩，涌现出无数可歌可泣的英雄人物。