中日空战中，最早增援我中国抗战的外国空军是-----“苏联航空志愿队”，特别让人振奋的是-----他们受苏联政府派遣直接以苏联军方的身分来华参加对日作战。
1937年“7、7事变”后，由于对日抗战期间中**队尤其是空军损失惨重，中日空中力量相差过于悬殊，当时蒋介石向苏联请求大规模的援助。
由于感觉到日本军国主义的战略压力，苏联在利害关系一致的大环境下决定援助中国，1937年8月20日，中苏签订了《中苏互不侵犯条约》和《军事技术援助协定》，苏联同时宣称将提供中国上亿美金的军购。
1937年9月14日，苏联政府向中国出售225架各型军机，同时接受中国国民政府的提案请求，决定派遣苏联飞行员，地勤人员，机场建筑师，工程师和机械师以志愿队的身分前来中国协助抗日，在苏联内部这项人员派遣称为Z(Zet)作战，人员则由外贝加尔军区与太平洋舰队所属航空部队中选拔的“志愿者”组成。
苏联当时各地军区挑选出的“志愿者”都是十分优秀的飞行人员。这批人员编为一个战斗机大队（31架战机、101名人员）与轰炸机大队（31架战术轰炸机、153人），第一批450名志愿队人员与苏联军售的飞机（155架战机、62架轰炸机、8架教练机）于1937年10月分别由海路与从阿拉木图的陆路前来中国。
与其他外国志愿队不同的是-----苏联航空志愿队在来华参加对日作战时并未如其他西方国家那样因为担心国内国际的舆论影响而抛弃本**籍以私人名义参战，而是直接以苏联军方的身分介入第三国战争，日本政府对此虽然表示强烈不满，但由于当时同苏联的国力比较悬殊，因此日本也只能够表示口头抗议而无力直接对抗。和苏联航空志愿队发生空中格斗时，日军战机也是装聋作哑，故意装着不知情。
1937年9月，由于凇沪会战形势危急，中国国民政府请求苏联直接派遣有经验的飞行员到中国参战。9月中旬，在苏联空军内秘密征召的大量飞行员被送往茹科夫斯基空军学院进行挑选。飞机在阿拉木图装配后经伊犁，石河，乌鲁木齐，古城（即奇台），哈密，安西，肃州（酒泉），凉州（武威），最终到达兰州。中国境内的转场机场上也都部署了苏联地勤人员，包括气象、无线电、机务维修等专业人员。
苏联航空志愿队第一批10架图波列夫SB轰炸机于1937年9月17日飞往中国，24日又转场16架，27日5架。这一批所有的31架飞机组成了一个轰炸机大队（相当于当时苏军的一个轰炸航空兵师）。
1937年11月，苏联航空志愿队指挥官波雷宁指挥的第二个苏联轰炸机机群（31架SB轰炸机）编队飞至乌鲁木齐，至此在中国领土上已经有62架SB轰炸机。
1937年12月，第三批31架SB轰炸机，在伊尔库茨克组装后，转场飞行经乌兰乌德、达兰扎达嘎德、至兰州。
所有三批飞至兰州的苏联轰炸机，在机翼和机身上漆上了国民政府的青天白日徽，方向舵上也涂上了蓝白相间的斑马条纹，一般情况下是蓝白各6条。
苏联航空志愿队来华后于华中地区进行非常短暂的整补，随即于12月的南京保卫战开始执行任务。但在11月，他们就同日本空军进行了几次空战，因为他们在11月抵达南京前线机场时，中日空战正在进行，苏联航空志愿队遂立即投入战斗。
1937年11月21日，日机来犯，苏联志愿航空队第一大队7架И-16歼击机升空同20架日机交战。战斗中苏联飞行员击落日本96式歼击机两架、轰炸机一架，苏联飞行员单独作战，首战告捷。
1937年11月22日对日空战继续进行，战斗中，志愿队第一大队6架И-16对日军的A5M飞机6架，志愿队击落日机5架，击伤1架，而自己无一损伤。
苏联歼击机在战场上的突然出现，使日本飞行员有些慌乱恐惧。连日本人也承认：“仓促参战的苏联И-16和И-15歼击机，还是在某种程度上夺取了局部制空权。”
11月下旬，之前一直在中国战场上所向无敌的日本舰载航空兵的强劲势头得到遏止。苏联志愿队飞行员在没有中国国民革命军空军协同、没有与日军交战经验的情况下，凭借苏制歼击机的技术优势，取得了南京空战中的初次胜利。
1937年12月，苏联航空志愿队开始正式执行对日进攻作战任务，12月2日，苏联航空志愿队指挥官Machin率领第二大队的9架SB轰炸机编队从南京起飞，对上海的日军机场进行轰炸。苏方摧毁了机场上30多架日本飞机，并击落一架空中拦截的日军战斗机，一架SB轰炸机被日军高射炮击中飞至杭州降落。
南京失陷后，该轰炸机大队转场至南昌。
12月15日，另一位苏联航空志愿队指挥官Dobysh率领27架SB轰炸机编为9个三机编队，轰炸了日军驻守的南京机场。