1946年3月，中国人民解放军第一所航空学校——东北民主联军航空学校在吉林通化成立。中共早期培养的一批航空骨干、选调的陆军官兵以及日军起义人员，在这里开始了中国空军艰难的创业。他们收集了100多架破旧飞机，又拆东补西修复了40多架。缺少汽油，就用酒精代替；没有保险带，就用麻绳代替；缺少机轮、螺旋桨，几架飞机合着用；没用充气设备，就用自行车气筒给给飞机轮胎充气。士兵们甚至用马拉着飞机走向跑道。就这样，航校在3年多的时间里培育出了560名航空人才，为人民空军的建立准备了骨干。
1949年11月11日，中央军委下令，在第四野战军十四兵团机关的基础上，合并军委航空局，正式成立中国人民解放军空军司令部，刘亚楼任司令员。1950年4月11日，刘亚楼向中央军委递交了建议组建第一支航空兵部队的报告。5月9日，中央军委批复同意并命名为“中国人民解放军空军第4混成旅”。1950年6月19日，中国空军的第一支航空部队——空军第四混成旅在南京成立，辖2个歼击团，1个轰炸团和1个强击团。飞行人员绝大部分是东北老航校毕业的飞行员，还有少量国军起义飞行人员。教官有日本教官、苏联教官，飞机有英制、美制、日制，机种有战斗机、轰炸机、运输机、教练机。
1950年6月，朝鲜战争爆发，战火很快燃烧到鸭绿江边，刚刚诞生的中国空军航空兵被逼上了这场历史性的空战舞台。战争初期，美国拥15个空军联队，作战飞机1100余架，飞行员大部分参加过第二次世界大战，飞行时间多在1000小时以上。而中国空军仅有新建的2个歼击航空兵师（空3师、空4师）和空军第4混成旅第17轰炸团、第13强击团，作战飞机只有114架，飞行员仅有100小时左右的飞行时间，在喷气式飞机上平均只飞了20多小时，且无空中作战经验。美国远东军总司令麦克阿瑟宣称：“中国根本没有空军。”
1951年1月21日，最先进驻安东机场的空4师10团28大队大队长李汉率领6架米格-15歼击机迎战美军20架F-84战斗轰炸机，李汉击伤美机1架，奏响长空第一战凯歌。8天以后，即1951年1月29日，李汉在空战中击落、击伤敌F-84各1架，首创人民空军空战史上击落敌机的战例。1951年9月25日，空4师第12团副团长李文模率领16架米格-15歼击机迎战美军20架F-86“佩刀”战斗机，4号机刘涌新击落敌机1架，首创中国空军击落美国最先进的F-86的战绩。
1951年11月6日，空8师22团9架杜-2轰炸机在空2师4团16架拉-11歼击机的掩护下，对鸭绿江外的大和岛实施了轰炸，这是中国空军航空兵轰炸机第一次出现在朝鲜战场的上空，轰炸命中高率达90%。美联社惊呼：“大和岛遭到欧洲空军的精确轰炸”（暗示是苏联空军所为）。至今仍在使用的美国空军大学教材承认：中国空军对大和岛的轰炸是成功的。
11月30日，空8师24团9架杜-2轰炸机与空2师4团16架拉-11歼击机编成联合机群对大和岛实施第二次轰炸，途中与30多架美国F-86喷气式战斗机发生遭遇战，轰炸机通讯长刘绍基用机枪击落敌机1架，开创了世界空战史上活塞螺旋浆式轰炸机击落喷气式战斗机的先例！担任护航任务的拉-11歼击机也接连打下2架敌机。副大队长王天保、大队长徐怀堂各击落1架F-86，又创造了世界空战史上的活塞螺旋浆式歼击机击落喷气式战斗机的奇迹！
1952年2月10日，飞行时间才100多小时的空4师12团3大队大队长张积慧，一举击落飞行时间3000多小时、在第二次世界大战中参战266次的美国王牌飞行员中校中队长戴维斯。消息传开，美国朝野震动，美远东空军司令威兰中将不得不承认：“这是一个悲惨的失败，是对远东空军的一个沉重打击。”
建国初期，空军航空兵还积极参加了支援陆、海军解放沿海岛屿作战和国土防空作战。1952年9月20日，空2师飞行员何中道、李永年在上海长江口上空击落美空军B-29轰炸机1架，首创中国空军航空兵国土防空作战史上击落敌机的战例。1955年1月，空军航空兵首次与陆、海军联合作战，一举解放一江山岛。1958年7月，空军航空兵歼击部队入闽作战，从国民党空军手中夺得台湾海峡的制空权。
20世纪50年代中期，中国空军航空兵装备了国产歼-5亚音速喷气式歼击机和歼-6超音速喷气式歼击机。60年代，空军航空兵先后装备了国产歼-7歼击机、强-5强击机、轰-5和轰-6轰炸机。80年代，空军航空兵先后装备了国产歼-8和歼-8Ⅱ高空高速歼击机。90年代以来，中国空军航空兵先后装备了从俄罗斯引进的具有世界先进水平的苏-27歼击机和苏-30歼击轰炸机，中国自行研制成功的轰-6U空中加油机也加入了空军航空兵序列，使中国空军航空兵可以超远程、高速度、全空域、大纵深、超视距范围作战，标志着中国空军由国土防空型向攻防兼备型的战略性转变。
近年来，中国空军航空兵瞄准未来高技术战争，改革训练模式，普及了模拟训练，建成了现代化的综合训练基地，成立了蓝军分队，实现了以技术训练为主向战术训练为主的转变。各部队积极挖掘人和战机潜能，探索以手中装备克敌制胜的新战法，经常组织复杂气象飞行、远海截击、夜间编队、低空、超低空、大速度地靶、实弹轰炸和导弹攻击、电子对抗条件下的超视距空战和恶劣气象条件起降等高难度课目训练。
宝剑锋从磨砺出。新一代中国空军航空兵飞行员用辉煌的成绩告诉世界：在未来战争中，中国空军航空兵必将是一支攻防兼备、无坚不摧的“长空利剑”
