1938年10月25日，历时4个多月的武汉会战，中国军队主动撤离武汉而宣告结束，日军虽然攻占武汉，但自身也付出了8到10万人的伤亡，国力已经接近透支，再也无力发起大规模的攻势，抗日战争进入了相持阶段，国民政府退入大西南继续抵抗。
武汉沦陷后，汉口等地的机场也被日军占领，拥有1500米级的跑道和宽阔的停机坪汉口机场成为了日军在华中地区最大的航空基地，日军对机场也进行了扩建，日军在此处有超过200架的飞机，大量的日机从武汉的机场起飞，空袭西南大后方的重庆，成都，昆明等地，虽然中国空军和苏联航空志愿队，以及地面的高炮防空部队英勇抵抗，但日军的空袭依然给大后方造成了惨重的伤亡。因此，中苏空军决定联合行动，出动刚刚来华的苏联轰炸机部队，对武汉的日军机场发起大规模的空袭，削弱日军航空兵的力量，减少其对西南大后方的威胁。
苏联援助给中国的轰炸机，主要是轻型的SB—2轰炸机，还有部分TB—3轰炸机，这批飞机在抗战前期是中国的主力轰炸机，直到抗战后期才被美系轰炸机取代。中苏空军轰炸机出动时，因为战斗机的航程短所以往往没有护航，因此，出发的时间往往都是在早上或者晚上，这样轰炸完成后背光行驶，日军追踪的战斗机对着阳光不易瞄准，而中苏空军轰炸机的后炮塔背着光更易于瞄准。
空袭的时间被定在1939年10月3日，这一天天气良好无云稍有薄雾，这一天凌晨驻守成都的苏联援华航空志愿队轰炸机开始加油挂弹，9时许，在大队长库里申科的带领下轰炸机陆续起飞，飞至7000米高空后直奔武汉。飞抵武汉王家墩机场上空后，发现机场上密密麻麻的停满了大量的飞机。疏忽大意的日军以为中苏空军装备的SB轰炸机航程不足，因此防御十分松懈，空中没有一架飞机侦察警戒，地面上的高炮也几乎成了摆设，此时日军第1联合航空司令官冢原二三四少将，不对，是二四三，正率领的军官们在基地指挥部前等着迎接新飞机。
当中苏空军的轰炸机飞到日军头上时，日军依然还以为这是自己的飞机，纷纷抬头观看，这时中苏空军轰炸机飞到6000米高空，开始在高空投下大量的高爆弹和燃烧弹，炸弹大部分都在机场指挥所前面爆炸，机场顿时火光冲天，日军显然是被炸蒙了，趁此机会，轰炸机又俯冲到1400米高空进行第2轮轰炸，把全部的炸弹都扔到了机场上，机场密集停放的飞机遭到惨重的损失。虽然有3个反应较快的日军飞行员，强行驾驶96式战斗机升空企图攻击中苏空军轰炸机，但面对苏联援助的新型的重型轰炸机，日机追了上百公里，也无法追上。下午4时30分，轰炸机返回成都降落。
TB—3轰炸机
遭受轰炸的武汉机场一片混乱，跑道布满了弹坑，油料库和弹药库航空器材库都被炸毁，大火整整烧了3个多小时，机场停放的飞机也损失惨重，据统计有50架飞机被彻底摧毁，还有上百架飞机不同程度的被炸伤，都已无法起飞。日军死伤人员多达240人，木更津航空队副队长石川中佐，鹿屋航空队副队长小川中佐以及多名军官被炸死，冢原二四三少将的左臂也被炸没了。中苏空军这次空袭取得了空前的大胜。
现在有观点认为，相比于摧毁的100多架飞机，把冢原少将的胳膊炸没了才是的长远意义，虽然他1个月后被晋升为中将，但因为少了条胳膊，被认定为不再适合继续出海执行舰队的勤务工作，只好转任基地航空队的指挥官，第12联合航空队的司令官的位置空缺了2个月，最后实在是找不到人，只能以次充好，让和冢原同期毕业，但与航空站几乎一窍不通的南云忠一上位，而南云的水平怎么样大家有目共睹，中途岛指挥失误，让日军损失4艘航空母舰成为了太平洋战场的转折点。所以有人认为这次空袭武汉间接导致了日军在中途岛的惨败，间接改变了太平洋战争的进程。
10月14日，库里申科大队长再次率领苏联援华航空志愿队的20架轰炸机空袭汉口王家墩机场，11时55分，第一梯队的11架轰炸机在7800米的高空到达王家墩机场上空，立即将炸弹投下，机场再次火光冲天，浓烟滚滚，之后，第2批6架轰炸机和第3批3架轰炸机也依次投下炸弹，完成空袭后向西撤离。
返航时，库里申科大队长的轰炸机编队遭到日军9架96式战斗机的攻击，双方空战35分钟，击落日军飞机3架，轰炸机有1架重伤坠毁于襄河东岸，机组成员跳伞，其中两人遭日军扫射牺牲，另一位飞行员被附近26军救下。库里申科大队长的座机，也遭3架日机围攻，左侧发动机受损，但他凭借高超的飞行技术，靠着右发动机返航，飞到重庆万县上空时，飞机失去平衡无法控制，为了保全战机以及确保居民安全，库里申科将飞机迫降于万县下游猫耳坨附近的江面上，机组其他成员获救，但库里申科大队长本人因为连日劳累精疲力尽被江水冲走，壮烈牺牲，直到20天后才找到他的遗体。
抗日英烈，中国人民的伟大朋友库里申科大队长
库里申科大队长牺牲了，但中国人民永远不会忘记这位国际主义战士为反法西斯战争做出的贡献，中国人民在万县为他建造了一座纪念碑。抗美援朝战争期间，当听闻为志愿军捐钱购买飞机的消息时，万州人民捐款数万购买了一架飞机，命名为“库里申科”号，前往朝鲜作战。2009年，库里申科被评为100位为新中国成立作出突出贡献的英雄模范人物，2014年9月1日，入选第一批著名抗日英烈和英雄群体名录。
这两次空袭，总共摧毁将近200架日机，给日军航空兵造成了前所未有的重创，使日军被迫放缓了对大后方的空袭。向守卫祖国蓝天的中国空军和苏联援华航空志愿队的伟大英雄们致敬！
