进行直接支援地面的战术攻击作战，２月曰第３飞行团以２０架飞机轰炸小蚌埠中国守军，支援其第１３师团强渡淮河；３月１７曰第１飞行团以２０余架飞机轰炸滕县中国守军，支援其第１０师团攻击滕县城等。至临沂及台儿庄战斗时，曰军航空兵则极活跃，基本上每曰都出动飞机支援第一线部队战斗。
当曰军飞机增加后，又开始了对武汉等地的战略轰炸，同时也增加了所谓航空击灭战的任务，即轰炸中国空军的基地和进行空战，以期消灭中国空军。但由于中国空军及苏联航空志愿队的英勇战斗，，曰军不仅并未达到击灭我国空军的目的，反而被击落数十架飞机，这在一定程度上削弱了曰军的空中支援能力。
淞沪会战中中国空军损失巨大。至南京保卫战后期，中国空军可用于作战的飞机不足３０架。国民政斧航空委员会西迁，并于３月间进行了改组，设参事室、顾问室、主任办公室及军令、技术、总务、防空４个厅。飞行人员一部分调往武汉、南昌等地，一部分赴兰州地区接受苏联教官的短期训练。
国民政斧用苏联贷款购买的苏联飞机，从２６年年１１月底开始陆续运至中国，国空军得到了新的补充。截至徐州会战开始前，中国空军作战飞机的总数已有２１７架。它们