1938年8月，根据宋美龄的要求，陈纳德在昆明市郊筹建航校，以美军标准训练中国空军，积极协助对日作战。1941年，在罗斯福政府的暗中支持下，陈纳德以私人机构名义重金招募美军飞行员和机械师成立“飞虎队”，来华对日宣战。“飞虎队”全称“中国空军美国志愿援华航空队”，以插翅飞虎队徽和鲨鱼头形战机机首名闻天下。当时日本人控制了中国的港口和运输系统，几乎使国民党政府与外界隔绝。这一小队空战人员驾驶着破旧的老式飞机，尽管经常面临燃料、零件和飞行员不足等问题，仍不断战胜远比他们规模大、装备好的日本空军。
　　从1941年年底到1942年7月，“飞虎队”在华作战期间共击落日机近300架，他们中间有24人在战斗中牺牲或失踪。1942年5月到1945年9月，美国志愿航空队以3个中队、数十架飞机的有限兵力，担负中国战场的国际交通大动脉滇缅公路北、南两端的枢纽——昆明和仰光的空中防务，其间还帮助中国运送物资。
　　截至抗日战争结束，飞虎队共击落敌机2600架，击沉或重创223万吨敌商船、44艘军舰、13000艘100吨以下的内河船只，击毙日军官兵66700名。飞虎队多数队员均得到了中国政府的嘉奖。有10多名飞行员获得美、英政府颁发的飞行十字勛章。