1944年，日军为了打通大陆交通线连接东南亚，孤注一掷的发起了一号作战。4月，日军华北方面群司令官冈村宁次集中3个师团以及3个混成旅团，在一个飞行团168架飞机的支援下，渡过黄河发起豫中会战。河南地区的国军蒋鼎文和汤恩伯一溃千里，在37天内丢了38座城市。由于史迪威和国军内部再争夺指挥权，本该供应给中美空军的汽油被史迪威扣押，这导致中美空军的飞机无法起飞，一度被日军夺得了制空权。直到5月，中美空军才重新出动打击中原战场的日军。这是自1938年仪封空战后，中国空军首次返回中原上空。

5月3日，中国空军第3大队32中队的10架P40战斗机在副中队长洪奇伟的指挥下，飞到郑州上空轰炸日军后方，成功炸毁了一座仓库以及附近的15辆卡车，还炸死炸伤了日军50多人以及20匹马。在返航的途中，发现日军大部队千余人和上百辆汽车和坦克正在行军，遂立即俯冲下去低空扫射，再次歼敌百余人，炸毁汽车多辆，之后返回西安降落。

两天后的5月5日，32中队再次从西安起飞8架P40战斗机，在临汝公路上搜索目标，这里是日军进攻洛阳的必经之路。果然，他们发现公路上有上百辆日军卡车和战车在行驶，还有一个骑兵联队跟在后面，8架战机立即俯冲下去扫射，一瞬间火光冲天，经过半小时的战斗，总共摧毁50多辆日军卡车和战车，日军骑兵联队也伤亡过半，中国空军1架战机被击伤在灵宝迫降，剩下的返回西安。

同一天，得到补充的中美空军7架轰炸机也在第1大队长李学炎的带领下，从梁山机场起飞，到河南上空后分头行动。第1队3架轰炸机轰炸了日军在密县的集结地，又在县城外面的公路上，袭击了日军一个装甲车队，炸毁战车多辆。第2分队袭击攻击了襄城公路上的日军行军纵队，第3分队攻击了许昌以南的日军行军纵队，炸死炸伤日军甚多，并摧毁不少车辆。在战斗中，有5架轰炸机被日军地面防空炮击伤，但都安全返回了机场。

空军第1大队长李学炎

5月11日，空军得到情报，日军大部队在渑池企图渡过黄河，第3大队7中队杨永光副队长立即指挥11架P40战斗机前去攻击。飞到黄河上空时，4架战机在空中警戒，7架战机下去攻击，子弹一梭子一梭子的射下去，日军被打的人仰船翻，不少直接掉黄河里喂鱼。同时在警戒的4架战机发现日军12架零战俯冲过来，飞行员叶望飞带着大家立即迎战，击落日机6架，剩下的仓皇逃走。日军渡河部队也被打得损失惨重，延缓了日军的进攻速度。

之后几天，中国空军继续频频出击，12日，第3大队第8中队4架P40战机在牛曾慎指挥下，从安康机场起飞，轰炸进攻洛阳的日军， 炸毁日军战车25辆。13日，中美空军4架P40战机和2架B25轰炸机再次从安康起飞， 在洛阳西工附近轰炸日军的集结地，战斗机也在伊川公路扫射行军的日军，总共炸毁日军卡车34辆，马20匹，士兵众多，极大的支援了15军的守城战斗。

21日，中国空军再次主动出击，徐华江率领3个分队的P40从安康起飞，前往宜阳、韩城附近攻击日军。第1分队在宜阳以西的公路上发现日军车辆20多辆以及200多骑兵，一轮攻击下去打的日军伤亡惨重，还摧毁了日军必经之路的桥梁。第2分队在洛宁发现日军炮兵部队运输9门炮前进，一顿扫射后歼敌上百人。第3分队也袭击了日军在洛宁以东的阵地，炸毁汽车5辆，火炮7门及大量士兵。

郑州被日军占领后，这里成了日军前进的重要基地，自然是中美空军攻击的重点目标。同时日军也在郑州部署大量航空兵，并不断地向中美空军发起反扑，郑州上空自然是腥风血雨。6月2日，第3大队7、8中队从安康起飞，轰炸了郑州车站，炸毁列车2辆。这时他们发现日军8架二式战斗机冲了过来，飞行员张乐明的座机被击伤坠毁，臧锡兰也被多架日机包围，杨永光立即冲上去与日机缠斗，为臧锡兰解了围，顺带击落2架日军。之后臧锡兰看见一架日机在追中国战机，立即赶去援助，两人合力把这架日机击落。郑州上空的这场战斗，中国空军击落7架日机，自损1架。

郑州黄河铁桥是日军大陆交通线平汉铁路的重要节点，也是日军兵员和物资南下的重要通道，为了阻止日军继续南下，中美空军决定炸毁黄河铁桥，任务交给了第1大队的飞行员、空军第3批留美学员杨训伟，由他指挥3架B25轰炸机前去空袭。

8月3日，3架轰炸机从四川起飞，每架携带1千磅炸弹3枚。在西安休整后，夜晚8时30分，飞机趁夜起飞向黄河飞去。根据安排，飞行员张建功的轰炸机首次出击，其次是美国飞行员，杨训伟被安排在最后。起飞后，飞行员们发现平汉铁路，遂沿着铁路向南飞。

在飞行过程中，杨训伟发现前方点点火光，这肯定是前两架轰炸机被日军的高射炮阻击了。他想如果继续从北边攻击，日军肯定已经严阵以待了。不如趁现在飞机燃料还比较足，绕到南边在发起攻击。于是，经过半个小时飞行，他们顺利地从南边靠近了目标黄河铁桥，第一次投弹手却因为太紧张没有把炸弹投下去，日军的炮火开始向轰炸机射击。但是杨训伟不怕牺牲，下令再来一次，轰炸机再次冲下去，这次3枚炸弹成功的投了下去并精准命中了大桥，在爆炸声中大桥断裂成了几截。在轰炸完后，轰炸机立即爬升，躲开了日军的防空炮火，并在午夜顺利返回机场降落。后经侦查发现，大桥有20多米的桥面被炸毁，日军花了两个月才修好。

但另外2架轰炸机就没这么好运了，张建功的轰炸机在轰炸过程中被日军防空火炮击中着火，后在宣阳坠毁，机组成员全部牺牲。美国飞行员驾驶的轰炸机在途中迷路，飞机的燃料耗尽后只能迫降。

空军抗日英雄杨训伟

整个豫中会战，中美空军总共出动战斗机1600多架次，轰炸机272架次，对日军的补几给线和集结地发起多次猛烈攻击，并击落炸毁日军飞机43架，严重杀伤了日军有生力量，迟滞了日军的进攻。在汤恩伯地面部队一触即溃时，空军可圈可点的表现也算是帮国民政府找回了一点面子。