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在大轰炸的当天晚上，日军因为有德军技术的支援，此时也已经掌握了夜航技术，在轰炸过程中，有部分日军战斗机升空，与中美空军进行着夜间搏击，幸亏有美军航空队、国军支援的50名技术纯熟的飞机员撑场，才使得轰炸圆满进行。不过。上海空战结束以后，尽管中美飞行队处于飞机数量绝对位置，但41军航空师还是被击落P40战斗机三架。P40攻击机两架。有两名飞行员牺牲。其它飞行员和攻击机机组成员被救回。
但可喜的，因为一架B29的带弹量是九吨。在这样强大的轰炸之下，因为联合飞行队强大的空中打击力量，把日国三个机场内，未来得及起飞的日军轰炸机和战斗机尽数歼灭。记摧毁日军上海军用机场三个，击毁日军机场各式军机150架左右。这三个机场，据空中侦察。日军没有两个月时间是无法恢复的。
接下来第二天上午，因为日军机场全是在城中心和城的近郊，为了防治飞机空中误伤市民，因此战役指挥部决定采用白天空中打击的形式。
现在南京有军用、民用数个机场。经侦察，现在南京市日军设有四个军用机场，即大校场机场、明故宫机场、还有日军新修建的草场机场和土山机场，对于这四个日军机场，另有安徽芜湖机场。中美联合航空队又以高规格之势，闪亮登场于日军南京机场和芜湖机场上空后。对这五处机场同时进行攻击中。
正好四月26日这天是天空阳光明媚，飞机在空中的能见度很好。这B29轰炸机不仅载弹量多，而且有效升空能力强。可达万米以上。虽然在万米高空是炸不准地面目标的。不过。在3000米高空。采用地毯式轰炸方式。还是能有部分航弹击中目标的。
之所以须在中空轰炸。主要是日军机场现在防空能力增强了。而且日军战斗机此时已全部升空，正与中美空军进行着空中生死搏击。中美空军此时是战斗机148架，另有P40攻击机40架在丢掉炸弹后又可成为战斗机使用，这样等于有228架战斗机在向日军升空战斗机进行着血战。
此时日军五处机场战斗机加上来也达到了140架。可年轻的41军空军虽然飞行技术不如日军飞行员，这时有三个要素决定了中美空军将绝对取得这场空中大战的胜利：
一是日军除南京有50架零式战机作支撑外，其它都是97式战斗机。而中美联军也有48架零式此时由美军飞行军驾驶作为主战飞行突击手。
二是中美空军战斗机数量远远多于日军，多了88架。
三是中国空军飞行员虽然飞行时间不长，便是他们丢得拚命。有一架战斗机被日军击伤后，飞机正处于大校场机场上方，只见他大无畏地驾机直往日军机场的弹药库撞去，最后引爆了大校场机场弹药库。
其它空中飞行员见战友壮烈牺牲，本着为战友报仇、为国尽忠的壮烈豪情，与日军拚搏在一起，有一架攻击机，见一架零式老是咬着他不放，便调转机头，直往日机撞去。两机在空中同时爆炸。
空战从上午九点一直打到上午10点。最后，日军南京四个军用机场用部摧毁，芜湖机场更是被B29轰炸机炸成了废墟，不过。中美联军飞机也损失不少，有41架战斗机、25架攻击机被击落，两架B29被击伤。
幸亏在25日晚上，欧阳天命令五艘高速快艇载特战队员，沿长江早进入南京地区，在第二天的空战中特战队员拚死抢救跳伞飞行员，才仅牺牲中国空军飞行员26名，美军飞行员三名。
不过日军140架升空战斗机当场也被击落72架，其它日军战斗机在空战结束后，因为附近没有了降落机场，大都飞往徐州、合肥一带。在中途日机因飞机都没有油了，大部队日军战斗机迫降在华北平原上。
战斗以后，对于中美空军的壮举，又是举国震惊，特别是对两次战斗中牺牲的28名中美飞行员，国防部给予了空中英雄的高度赞赏。对日军的机场打击结束以后，空战还没有完全结束，欧阳天又要求空军化悲痛为力量，飞机继续升空。对东海日军近海军舰实施空中打击。
日军在中国近海现在虽然没有设立航母战斗群。但是日本第三舰队有一部队主力战舰老是在东南一带活动。用以封锁中国与外界的海上通道。妄想把中国人民最后一点抗日信心打下去。
面对此情况，此次打击，重点主力飞机又是美军的36架重轰和41军航空师的2架B29，还有航空师剩下的15架攻击机，因为是海上打击，不怕误伤百姓，这次中美联军迫于驱逐舰和战烈舰上密集的防空火力。采用空中定点轰炸的方式，对海面上五艘护卫舰、四艘日军驱逐舰，一艘战烈舰实施重点轰炸。而且飞机都是投弹结束后又返航装弹再去战场，最后，把日军主力舰打得舰舰带伤。远离了近海才结束了这场空战。
航行兵连续三天的对日攻击，把日军东南沿海的航空和实力暂时全部打掉后，而且还把日本海军逼到了外海，有两艘驱逐舰和那艘日本战列舰还返回了日本第一大军港横须贺港进行维修。