1903年12月17日，美国自行车工人莱特兄弟以帆布糊在柳树枝上，制造出了人类历史上第一架有动力、可操纵、能载人的飞机。虽然这架名叫“飞行者一号”的飞机首次试飞高度只有3米，航程只有37米，在空中飞行也仅仅是12秒，但揭开了人类航空史的第一页。此后，世界各工业强国都开始发展航空工业。
中国人的航空业起步并不晚。1909年9月21日，旅美华侨冯如在美国奥克兰上空试飞了他自己制造的“冯如一号”飞机。仅仅隔了一年，1910年清政府购买了第一架飞机，并于同年8月拨款委任留日归来的刘佐成、李宝焌在北京南苑修建厂棚制造飞机，利用南苑驻军操场修建了中国第一个机场。虽然刘佐成、李宝焌制造的第一架飞机试飞失败，中国人造飞机的梦想却一直艰难飞翔。
1911年2月，冯如带着助手和两架飞机回到广东，辛亥革命后他被孙中山任命为飞行队队长。不幸的是，冯如在1912年的一次飞行表演中失事牺牲。
辛亥革命时，革命党人视野开阔，一口气创办了四支航空队。当然，初创时期的航空队飞机数量少、非常简陋，作战效果有限，大部分都烟消云散。
由于袁世凯窃取辛亥革命成果后心中有鬼，一心想壮大军事实力，不但拨款批准购买飞机，还批准创办南苑航校，首批招生50人，培训飞行员。这从客观上促进了中国航空事业的起步。
1913年，袁世凯的海军总长刘冠雄从海军舰队中挑选了十四名学生，送往美国学习制造飞机。到了1916年这批人学成回国，在福建马尾船政局筹建海军飞机工程处。马尾船政局飞机处于1918年1月正式成立，设有木胁、铁壳、合扰等车间，工人约二百多人，由曾贻经负责机务，巴玉藻负责设计。次年8月，马尾船政局飞机处制造出我国第一架水上教练飞机“甲型一号”。甲型一号是一架100匹马力的双桴双翼机，机身采用国产榆木，有三个座位。因为是水上飞机，不需要机场，以水面为跑道，在江中修建停靠站。可惜当时试飞的飞行员华侨蔡司度经验不足，试飞失败。飞行处设计人员毫不气馁，一边继续研制甲型二号、甲型三号，一边派遣曹明志、吴汝夔、陈泰耀、刘道夷等人前往菲律宾航空专科学校学习飞行技术。这些人于1921年4月毕业回国，进行试飞获得成功。他们是我国最早的一批飞行员。到了1923年7月30日，杨逸仙主持的广东飞机制造厂研制成功“乐士文一号”，孙中山和夫人宋庆龄亲临大沙头机场参加试飞仪式。至1930年，马尾船政局飞机处共制造出教练机、侦察机、海岸巡逻机、鱼雷轰炸机等7种17架飞机。
民国年间，军阀混战，今天你打我，明天我打你，飞机也成了克敌制胜的法宝。各路军阀纷纷向国外购买飞机和飞机制造设备，当然也买不来什么好的飞机，大多数都是第一次世界大战后淘汰下来的飞机，什么牌子的都有，把中国变成了一个万国飞机博览馆。这样一来，不但北洋政府和南方的国民政府办航校、建飞机制造厂，连各省军阀也都纷纷办航校、办飞机厂。比较大的飞机制造厂有6个，其中以孙中山创办的广东飞机制造厂和陈炯明1934年创办的韶关飞机制造厂较为先进，广东飞机制造厂生产经营13年，制造出“羊城”号教练机、驱逐机、轰炸机60架。韶关飞机厂生产“复兴”号飞机30架、“霍克”号飞机10架。
北伐结束后，蒋介石逐步整顿全**事力量。到1934年的时候，孔祥熙到意大利去访问，墨索里尼为了推销意大利飞机，就告诉孔祥熙说，日本人海军力量强大，中国发展海军无论如何赶不上日本，只有发展空军才能迎头赶上。这话传给讲解时候，蒋介石越琢磨越觉得墨索里尼说的对，遂决心发展空军，将属于军政部的航空署改为委员会。按蒋介石的话说，就是要“创造中国新空军，赶速建立中国的新空军”。国民政府和美国签订协议，决定在杭州组建霍克飞机。但是直到1936年“两广事变”中广东空军归顺中央，国民政府才算是把全国航空力量基本整合。加上新从美国购买的霍克三型飞机，战斗机被编为3、4、5三个大队，各辖三个中队，每个中队10架战斗机，另外还有29个独立中队。
这个时候，蒋介石可以大规模发展空军了，但想来想去，发展空军是个花大钱的事情，一个县的财政收入还不够买一架飞机呢！手下的那帮贪官污吏别的本事没有，弄钱的本事可是不小，要是让这帮人管空军采购，岂不是把钱送到火坑里去了么？再说空军是新兵种，威力又大，可不能让外人掌管共军大权。于是，蒋介石在航空委员会委员长下面设了个秘书长，让蒋夫人宋美龄亲自担任秘书长，具体筹划发展空军事宜，也就是实际上的空军司令。
宋美龄这个人确实是有本事，她虽然坐飞机晕机，又没有学过航空，但她冰雪聪明，又天生丽质，魅力四射，具有很强的亲和力。还别说，让她管空军还真算找准了人，她还真的是精心筹划，建章立制，把空军管理的井井有条。但是，宋美龄毕竟不是什么战略家，对中日全面战争的时间把握不准，导致中国空军购买飞机、备件力度没有跟上战争的实际需要。
在宋美龄看来，各国的飞机制造业发展迅速，新机型层出不穷，今天买的明天就已经落后，不如暂时买一部分，以节约经费为主，一旦中日开战，再买不迟，可以保证中国空军使用的是最先进的飞机。加上她长期在美国生活，见惯了美国的自由贸易，想着只要有钱，想买什么问题都不大。还有一个理由，就是日本人的欺骗。到36年底的时候，情报部门得到的信息是日本只有3000架飞机，而且都是仿制或购买的飞机，许多机型已经比较老旧，说明日本航空工业的制造能力有限，还停留在仿制阶段。殊不知日本此时的航空业已经进入了自主研发阶段，而且已经实现量产。最后一个原因就是当时的中国人，不管怎么说，谁也没有经历过大规模空战，对即将到来的中日战争中日军飞机的作用和大轰炸的惨烈认识不到位。这样一来，虽然刘一民几次发表谈话，提醒国民政府积极备战，多购买、制造飞机和航空弹药，但在宋美龄等人的心中还是缺少了那根弦。
这样一来，除了1934年到1935年中国政府花620万美元从美国进口213架飞机和94台发动机外，1936年中国政府仅仅用祝寿献机筹集的350万美元的一部分购买了一些霍克三型飞机，其余捐款和财政拨款被宋美龄存进了香港银行，准备一旦局势恶化用来购买最新型的战斗机。结果，卢沟桥事变一发生，不但日军海军封锁中国航线，就连欧美那些老牌帝国都摆出了一幅中立面孔，让中国买不起飞机，就是买了也运不回来。宋美龄到这个时候再想从欧美买飞机装备空军，已经实现不了了。
蒋介石听说中国空军开战时只有600架飞机，其中战斗机只有305架，而且只有一半有战斗力，登时就气晕了。
好在中国空军将士士气高昂，拼死作战，宁可与敌同归于尽也不稍稍退缩。硬是用这些架飞机与拥有5000架飞机日军陆海军航空兵展开了殊死搏斗，从太原会战打到淞沪会战、南京保卫战，打的有声有色，空军烈士血沃长空，谱写了一曲曲英雄壮歌。但毕竟多寡悬殊，一场淞沪会战打下来，中国空军虽然击落日机数目不小，但日军随时补充，中国空军则无法补充。淞沪会战中国损失了三分之二的飞机，到1937年11月初，中国空军真的成了空军，仅剩下36架飞机。
这个时候给中国人民提供巨大援助的是苏联。
自1937年8月20日中苏两国政府在南京签订《中苏互不侵犯条约》后，苏联出于对中国人民的同情和自身战略的需要，对中国的援助力度加大。8月27日，蒋介石约见苏联驻华大使鲍格莫洛夫，除要求苏联提供贷款、派遣顾问团、支援中国20个师武器弹药外，公开提出了要求苏联政府“允许苏联飞行员以志愿者身份加入中**队”的具体问题，同时请求尽快派遣苏联飞行教练帮助训练中国的空军。到了11月份，由于中国空军损失太大，彻底丧失战场制空权，蒋介石再次致电斯大林，请求尽快支援作战飞机和派苏联空军志愿队入华参战。
到12月1日，苏联向中国移交各型飞机86架。到1938年2月份，苏联已经向中国提供225架各型飞机。
苏联空军志愿队从1937年11月底到1938年元月，分三批进入中国，开始时只有99人，其中飞行员36人，编为一个轰炸机中队、一个战斗机中队。他们的战斗机主要有伊-15、伊-16两种型号，是苏军的一线装备，伊-15比较灵活，便于水平作战，被苏联人称做“黄莺”。伊-16则因速度快、便于垂直作战和追击，而被叫做“燕子”。“黄莺”和“燕子”高低搭配，往往以少胜多，为中国空军掌握战场制空权做出了很大贡献。轰炸机是被苏联人称为“喀秋莎”的“图波列夫”sb轰炸机，速度比同时代的日本九六式战斗机还要快。
当时，由于苏联对日没有宣战，苏联空军志愿队对外叫“中国空军正义之剑大队”，飞机也全部按中国空军战机序列编号。