最先出动的是第四师，在苏联空军带领下作战，而后由第三师接替第四师作战。从1952年1月开始，志愿军空军新参战部队，即在第四、第三师即轮流带领下作战，先后有第二、第六、第十二、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八师参战。
志愿军轰炸机参战的是第八、第十两个师，为配合志愿军地面部队攻占位于西朝鲜湾的大和岛等岛屿，志愿军空军轰炸机第八、第十师，于1951年11月6日、29日和30日三次出动，在歼击机掩护下轰炸大和岛，直接支援地面部队作战。
在整个抗美援朝作战中，志愿军空军总共战斗起飞2457批26491架次，实战366批4872架次，有373名飞行员开炮，212名飞行员击落击伤美军飞机，共击落美机330架（其中F-86飞机211架），击伤美机95架（其中F-86飞机72架）。志愿军空军被击落飞机231架，被击伤151架。牺牲空勤人员116名。
