而最先交上火的并不是双方地面上的步兵部队而是双方的空军。
李志航正带领4架战斗机6架轰炸机往辽阳方向而来.准备轰炸对面日军第16旅团和第33旅团，正巧日军增援的关东军飞行队也派出了6架91式战斗机6架88式轻型轰炸机从南边飞来，双方在辽阳上空狭路相逢，日方战机排成4个V字型阵型。
李志航通过日机编队情况判断出日军有12架战机，而己方仅10架，其中战斗机仅4架实力要稍弱于日方，不过他毫无惧色对着副射手说道：“看看这次我们能击落几架日机”。
说完之后冲边上战机打了打手势，意思是迎上去，日机也发现了对面抗日军的战机，迎头冲了上来
李志航将整个编队分为了三部分，由两架战斗机正面吸引住敌人，他则带领另一架战斗机先向东方向拉90度使其背对着太阳，而后将战机拉伸上去准备俯冲下来射击日军。
日军指挥官三轮宽也同样经验丰富，他利用己方飞机数量多的优势，先以3架战斗机直扑正面吸引的抗日军2架战机，打算将其歼灭之后，再掉转头来对付李志航这个方向的,2架飞机。
剩余的3架战斗机则前去攻击抗日军的6架轰炸机，而日军的轰炸机乘机前去轰炸地面上的抗日军的步兵。
等李志航将飞机拉至上空时，他发现下面的3架日机和己方的2架战斗机纠缠的紧，李志航害怕误伤己方，而这时他正好看到日军轰炸机正准备往第1师和第2师头上投弹，立即带领自己的僚机冲向日军轰炸机。
李志航在距离较远的地方就开火，甚至超出了飞机上大口径机枪的射程范围，日机匆匆扔下炸弹被迫向西逃窜，日机扔掉炸弹后机身变轻，逃的速度也极快，根本来不及追赶。
日军扔下的炸弹大多数都扔偏了，仅有为数不多几颗掉在抗日军的阵地附近，见抗日军空军赶走日军飞机，阵地上的抗日军士兵都兴奋的爬上战壕欢呼。
天空中的战斗还在继续，三3架日军战机已将我方两架轰炸机击落，好在飞行员在坠机前已经跳伞，地面上的赵正香看见之后赶紧派出骑兵部队前去搜救。
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