1903年12月17日，美國自行車工人萊特兄弟以帆布糊在柳樹枝上，製造出了人類歷史上第一架有動力、可操縱、能載人的飛機。雖然這架名叫「飛行者一號」的飛機首次試飛高度只有3米，航程只有37米，在空中飛行也僅僅是12秒，但揭開了人類航空史的第一頁。此後，世界各工業強國都開始發展航空工業。
中國人的航空業起步並不晚。1909年9月21日，旅美華僑馮如在美國奧克蘭上空試飛了他自己製造的「馮如一號」飛機。僅僅隔了一年，1910年清政府購買了第一架飛機，並於同年8月撥款委任留日歸來的劉佐成、李寶焌在燕京南苑修建廠棚製造飛機，利用南苑駐軍操場修建了中國第一個機場。雖然劉佐成、李寶焌製造的第一架飛機試飛失敗，中國人造飛機的夢想卻一直艱難飛翔。
1911年2月，馮如帶著助手和兩架飛機回到廣東，辛亥革命後他被孫中山任命為飛行隊隊長。不幸的是，馮如在1912年的一次飛行表演中失事犧牲。
辛亥革命時，革命黨人視野開闊，一口氣創辦了四支航空隊。當然，初創時期的航空隊飛機數量少、非常簡陋，作戰效果有限，大部分都煙消雲散。
由於袁世凱竊取辛亥革命成果後心中有鬼，一心想壯大軍事實力，不但撥款批准購買飛機，還批准創辦南苑航校，首批招生50人，培訓飛行員。這從客觀上促進了中國航空事業的起步。
1913年，袁世凱的海軍總長劉冠雄從海軍艦隊中挑選了十四名學生，送往美國學習製造飛機。到了1916年這批人學成回國，在福建馬尾船政局籌建海軍飛機工程處。馬尾船政局飛機處於1918年1月正式成立，設有木脅、鐵殼、合攏等車間，工人約二百多人，由曾貽經負責機務，巴玉藻負責設計。次年8月，馬尾船政局飛機處製造出我國第一架水上教練飛機「甲型一號」。甲型一號是一架100匹馬力的雙桴雙翼機，機身採用國產榆木，有三個座位。因為是水上飛機，不需要機場，以水面為跑道，在江中修建停靠站。可惜當時試飛的飛行員華僑蔡司度經驗不足，試飛失敗。飛行處設計人員毫不氣餒，一邊繼續研製甲型二號、甲型三號，一邊派遣曹明志、吳汝夔、陳泰耀、劉道夷等人前往菲律賓航空專科學校學習飛行技術。這些人於1921年4月畢業回國，進行試飛獲得成功。他們是我國最早的一批飛行員。到了1923年7月30日，楊逸仙主持的廣東飛機製造廠研製成功「樂士文一號」，孫中山和夫人宋慶齡親臨大沙頭機場參加試飛儀式。至1930年，馬尾船政局飛機處共製造出教練機、偵察機、海岸巡邏機、魚雷轟炸機等7種17架飛機。
民國年間，軍閥混戰，今天你打我，明天我打你，飛機也成了克敵制勝的法寶。各路軍閥紛紛向國外購買飛機和飛機製造設備，當然也買不來什麼好的飛機，大多數都是第一次世界大戰後淘汰下來的飛機，什麼牌子的都有，把中國變成了一個萬國飛機博覽館。這樣一來，不但北洋政府和南方的國民政府辦航校、建飛機製造廠，連各省軍閥也都紛紛辦航校、辦飛機廠。比較大的飛機製造廠有6個，其中以孫中山創辦的廣東飛機製造廠和陳炯明1934年創辦的韶關飛機製造廠較為先進，廣東飛機製造廠生產經營13年，製造出「羊城」號教練機、驅逐機、轟炸機60架。韶關飛機廠生產「復興」號飛機30架、「霍克」號飛機10架。
北伐結束後，蔣介石逐步整頓全國軍事力量。到1934年的時候，孔祥熙到義大利去訪問，墨索里尼為了推銷義大利飛機，就告訴孔祥熙說，日本人海軍力量強大，中國發展海軍無論如何趕不上日本，只有發展空軍才能迎頭趕上。這話傳給講解時候，蔣介石越琢磨越覺得墨索里尼說的對，遂決心發展空軍，將屬於軍政部的航空署改為委員會。按蔣介石的話說，就是要「創造中國新空軍，趕速建立中國的新空軍」。國民政府和美國簽訂協議，決定在杭州組建霍克飛機。但是直到1936年「兩廣事變」中廣東空軍歸順中央，國民政府才算是把全國航空力量基本整合。加上新從美國購買的霍克三型飛機，戰鬥機被編為3、4、5三個大隊，各轄三個中隊，每個中隊10架戰鬥機，另外還有29個獨立中隊。
這個時候，蔣介石可以大規模發展空軍了，但想來想去，發展空軍是個花大錢的事情，一個縣的財政收入還不夠買一架飛機呢！手下的那幫貪官污吏別的本事沒有，弄錢的本事可是不小，要是讓這幫人管空軍採購，豈不是把錢送到火坑裡去了么？再說空軍是新兵種，威力又大，可不能讓外人掌管共軍大權。於是，蔣介石在航空委員會委員長下面設了個秘書長，讓蔣夫人宋美齡親自擔任秘書長，具體籌劃發展空軍事宜，也就是實際上的空軍司令。
宋美齡這個人確實是有本事，她雖然坐飛機暈機，又沒有學過航空，但她冰雪聰明，又天生麗質，魅力四射，具有很強的親和力。還別說，讓她管空軍還真算找准了人，她還真的是精心籌劃，建章立制，把空軍管理的井井有條。但是，宋美齡畢竟不是什麼戰略家，對中日全面戰爭的時間把握不準，導致中國空軍購買飛機、備件力度沒有跟上戰爭的實際需要。
在宋美齡看來，各國的飛機製造業發展迅速，新機型層出不窮，今天買的明天就已經落後，不如暫時買一部分，以節約經費為主，一旦中日開戰，再買不遲，可以保證中國空軍使用的是最先進的飛機。加上她長期在美國生活，見慣了美國的自由貿易，想著只要有錢，想買什麼問題都不大。還有一個理由，就是日本人的欺騙。到36年底的時候，情報部門得到的信息是日本只有3000架飛機，而且都是仿製或購買的飛機，許多機型已經比較老舊，說明日本航空工業的製造能力有限，還停留在仿製階段。殊不知日本此時的航空業已經進入了自主研發階段，而且已經實現量產。最後一個原因就是當時的中國人，不管怎麼說，誰也沒有經歷過大規模空戰，對即將到來的中日戰爭中日軍飛機的作用和大轟炸的慘烈認識不到位。這樣一來，雖然劉一民幾次發表談話，提醒國民政府積極備戰，多購買、製造飛機和航空彈藥，但在宋美齡等人的心中還是缺少了那根弦。
這樣一來，除了1934年到1935年中國政府花620萬美元從美國進口213架飛機和94台發動機外，1936年中國政府僅僅用祝壽獻機籌集的350萬美元的一部分購買了一些霍克三型飛機，其餘捐款和財政撥款被宋美齡存進了香港銀行，準備一旦局勢惡化用來購買最新型的戰鬥機。結果，盧溝橋事變一發生，不但日軍海軍封鎖中國航線，就連歐美那些老牌帝國都擺出了一幅中立面孔，讓中國買不起飛機，就是買了也運不回來。宋美齡到這個時候再想從歐美買飛機裝備空軍，已經實現不了了。
蔣介石聽說中國空軍開戰時只有600架飛機，其中戰鬥機只有305架，而且只有一半有戰鬥力，登時就氣暈了。
好在中國空軍將士士氣高昂，拚死作戰，寧可與敵同歸於盡也不稍稍退縮。硬是用這些架飛機與擁有5000架飛機日軍陸海軍航空兵展開了殊死搏鬥，從太原會戰打到淞滬會戰、南京保衛戰，打的有聲有色，空軍烈士血沃長空，譜寫了一曲曲英雄壯歌。但畢竟多寡懸殊，一場淞滬會戰打下來，中國空軍雖然擊落日機數目不小，但日軍隨時補充，中國空軍則無法補充。淞滬會戰中國損失了三分之二的飛機，到1937年11月初，中國空軍真的成了空軍，僅剩下36架飛機。
這個時候給中國人民提供巨大援助的是蘇聯。
自1937年8月20日中蘇兩國政府在南京簽訂《中蘇互不侵犯條約》後，蘇聯出於對中國人民的同情和自身戰略的需要，對中國的援助力度加大。8月27日，蔣介石約見蘇聯駐華大使鮑格莫洛夫，除要求蘇聯提供貸款、派遣顧問團、支援中國20個師武器彈藥外，公開提出了要求蘇聯政府「允許蘇聯飛行員以志願者身份加入中國軍隊」的具體問題，同時請求儘快派遣蘇聯飛行教練幫助訓練中國的空軍。到了11月份，由於中國空軍損失太大，徹底喪失戰場制空權，蔣介石再次致電斯大林，請求儘快支援作戰飛機和派蘇聯空軍志願隊入華參戰。
到12月1日，蘇聯向中國移交各型飛機86架。到1938年2月份，蘇聯已經向中國提供225架各型飛機。
蘇聯空軍志願隊從1937年11月底到1938年元月，分三批進入中國，開始時只有99人，其中飛行員36人，編為一個轟炸機中隊、一個戰鬥機中隊。他們的戰鬥機主要有伊-15、伊-16兩種型號，是蘇軍的一線裝備，伊-15比較靈活，便於水平作戰，被蘇聯人稱做「黃鶯」。伊-16則因速度快、便於垂直作戰和追擊，而被叫做「燕子」。「黃鶯」和「燕子」高低搭配，往往以少勝多，為中國空軍掌握戰場制空權做出了很大貢獻。轟炸機是被蘇聯人稱為「喀秋莎」的「圖波列夫」SB轟炸機，速度比同時代的日本九六