随着解放战争的进展，中共中央一方面加紧筹备建立新中国，另一方面大力加强已解放城市的防空作战。
    1948年8月9日，针对一些城市相继解放，国民党为了挽救败局不断加大空袭强度的严峻形势，中央军委提出城市要实行“积极防空”的方针。并且明确规定：解放区各大城市及各军区司令部驻地，均应设立防空司令部，负责组织与督促进行各种有关防空工作。
    1949年4月，为了保卫北平的安全，华北军区成立了平津卫戍区防空司令部，由聂荣臻、薄一波分别兼任司令员和政治委员。南京和上海相继解放后，随即成立了南京防空司令部，并在上海淞沪警备司令部成立了上海防空处，很快又组建了上海防空司令部。当时这些防空机构很小，担负的防空任务也有限，主要负责掌握空情，施放防空警报，组织对空射击。
    随着越来越多的大城市解放，解放军的8个野战高炮团逐步转入担负城市防空的任务。到1949年底，又组建了10个高炮团，并从苏联订购了一批新装备。这些高炮部队分别部署于沈阳、鞍山、抚顺、北京、上海、南京、戚墅堰、武汉、长沙等地，担负这些城市和重点目标的防空作战任务。
    组建第一个防空作战飞行中队
    1949年5月4日，国民党空军出动6架B-24轰炸机，对北平南苑机场进行狂轰滥炸。这次轰炸，不仅毁伤飞机4架，破坏机库1座，而且造成24人死亡，烧毁房屋196间。更严重的是，这给刚刚获得解放的北平人民在安全上带来恐惧和消极影响。为了保卫北平的安全，保卫预定9月召开的中国人民政治协商会议第一届全体会议，中央军委副主席周恩来于1949年6月指示军委航空局，迅速组建一支空军作战分队，负责北平的防空。
    根据当时仅有的飞机装备和飞行人员情况，军委航空局向中央军委建议，先调集10名左右的飞行员，同时装备相应数量的战斗机，组建一个飞行中队，担负北平地区的防空任务。经中央军委批准后，军委航空局即召开航空工作会议，研究飞行中队的具体编制和组建问题。这次会议决定，组建的飞行中队为混合飞行中队。下辖2个战斗机分队，1个轰炸机分队，1个地勤分队。所需飞机和空、地勤人员，从各军区航空处和东北老航校抽调，并尽快集中到北平。飞行中队的建制属华北军区航空处，作战指挥由中央军委航空局负责。
    1949年8月15日，飞行中队在北平南苑机场正式组成。这是解放军的第一个担负防空作战任务的飞行中队。飞行中队队长由徐兆文担任，他原是国民党空军第四大队飞行分队队长，毕业于国民党空军军官学校第十四期，并在美国受过飞行训练。早在1939年他就加入了中国共产党地下组织，1947年回到东北解放区。他是一名具有丰富飞行经验和作战经验的飞行员。政治委员是王平阳，他是从陆军调来的一名优秀政治干部。先从各军区航空处抽调各类飞行员12人。后来，为了加强作战力量，又从东北老航校选调飞行技术好、飞过P-51战斗机的林虎、孟进两名飞行员参加飞行中队。
    飞行中队装备的飞机最初只有10架，其中，P-51战斗机6架，纹式轰炸机2架，PT-19教练机2架。这些飞机有的是起义人员驾驶过来的，有的是从国民党空军缴获的。
    飞行中队成立后，立即进行技术和飞行训练，仅用20天的时间，就达到了随时可以投入战斗的状态。从1949年9月5日起，飞行中队正式担负起北平地区的防空任务。
    为了保卫北平的安全和正在召开的中国人民政治协商会议第一届全体会议，以及将在10月1日举行的开国大典的安全，飞行中队每天都在机场保持2架至4架飞机战斗值班，国民党空军一旦来空袭，可立即升空迎战。由于频繁进行战斗起飞，国民党空军不敢轻举妄动，再也不敢前来袭扰了。
    为了进一步充实作战力量，先后又增调作战飞机19架，同时又从东北老航校调入刘玉堤、徐登昆、李汉等一批飞行员和一批地勤人员充实到飞行中队。不久，飞行中队又增编了第四运输机分队，装备了3架运输机，从而使飞行中队的实力大大增强。
    这一时期，飞行中队除防空作战外，还担负航空侦察、空中护航、空运、救灾、陆空合练等任务。
    1949年底，中国大陆基本解放，国民党空军的空袭威胁大大减小。11月11日，中国人民解放军空军正式成立。随后，为了大办航校和为组建航空兵部队培养人才，空军将飞行中队轰炸机分队的全部飞行员和飞机，战斗机分队的部分飞行员和飞机，调给新组建的航校，并将3个作战分队缩编为2个。不久，又将运输机分队调出，在北京西郊机场组成1个运输队。1950年7月26日，空军将缩编后的飞行中队命名为中国人民解放军空军独立第一歼击机大队。同年11月19日，中央军委撤销了空军独立第一歼击机大队的番号，并将空、地勤人员分配到空军各航校和航空兵部队工作。至此，第一个作战飞行中队完成了自己的历史使命。

组建新中国防空军
    人民解放军防空军，是随着解放战争的节节胜利，适应城市要地防空的需要，在陆军的基础上逐步建立起来的。
    根据中央军委提出的对城市和要地要实行“积极防空”的方针，以及在解放区各大城市及各军区司令部驻地均应设防空司令部，负责组织与督促进行各种有关防空工作的指示，各军区从1949年初开始，陆续成立了防空司令部，并担负起已解放的大中城市的防空任务。
    为了担负起日益繁重的城市防空作战任务，同时加强对新组建的高射炮团的领导，中央军委决定，在1950年3月至5月，新组建3个高炮师。重点担负上海、广州、武汉、沈阳、鞍山、小丰满、雷州半岛等城市和要地的防空作战任务。
    1950年9月，为了统一对城市防空的领导，加强国土防空建设，并准备应付朝鲜战争日益扩大的局势，中央军委决定成立中国人民解放军防空司令部。同年10月23日，毛泽东任命周士第为防空部队司令员，钟赤兵为防空部队政治委员。12月16日，中国人民解放军防空司令部正式成立。同日，中央军委任命谭家述为防空部队副司令员兼参谋长。
    防空司令部成立时，全国防空部队共有2个高炮师（此时，原高炮第二师已改编为东北军区防空司令部），16个高炮团，1个探照灯团，2个雷达营，1个对空监视营。中央军委决定这些部队划归防空司令部建制。
    在防空司令部的领导下，华东、东北、华北军区防空司令部在原有基础上进行了扩建、充实和调整，并新组建了中南军区防空司令部。此外，还组建了西南军区防空处，安东、小丰满防空司令部，浙江、福建防空处，南京、武汉、南昌防空指挥所等指挥机构。
    由于抗美援朝和国土防空作战的需要，防空部队得到了迅速发展，并在抗美援朝战争和国土防空作战中，打了许多大仗和恶仗，创造了辉煌的战绩。
    1957年3月，为了统一作战指挥，避免指挥机构重叠，提高战斗效能和战斗力，中央军委经过慎重研究，作出了空军和防空军合并的决定。同时确定，有关合并的具体问题由空军、防空军两个党委共同研究提出方案，报中央军委批准实施。5月16日，总参谋部命令：军委空军、防空军从5月17日零时起合署办公。同日，中央军委批复同意选举产生新一届空军党委常委。随后，各军区空军、防空军也先后合署办公。至此，空军和防空军统一合并为中国人民解放军空军。
    苏联防空军紧急支援上海防空作战
    新中国成立初期，败逃到台湾的国民党空军依仗空中优势，不断对大陆沿海地区进行空袭和骚扰，妄图通过轰炸来迟滞大陆国民经济的恢复和破坏社会秩序的安定。
    从1949年10月至1950年2月，上海先后遭受空袭达26次。其中，最大规模的一次空袭发生在1950年2月6日。这一天，国民党空军出动B-24、B-25轰炸机和P-51、P-38战斗机共17架，轮番对上海电力公司、沪南和闸北水电公司等重点目标实施狂轰滥炸，投掷各类炸弹60余枚，炸毁房屋2000多间，死伤居民1400余人，使发电厂遭到严重破坏，并造成大部分工厂停产。
    在这种情况下，新中国的国土防空被刻不容缓地提到重要日程上来。然而，空军刚刚组建，正在全力以赴创办航校培训飞行员，还不具备组建飞行部队的条件。仅有的防空高炮部队，由于装备差及缺乏雷达保障和防空作战经验，一时也难以应对如此大规模的空袭。
    当上海市市长陈毅将这一严峻形势报告主持军委日常工作的聂荣臻代总参谋长后，聂荣臻马上给正在苏联访问的毛泽东发了紧急电报，建议商请苏联政府派防空部队协助中国防空。毛泽东对防空问题非常重视，在与斯大林会谈中特意提到了上海的防空问题，并请苏联政府给予支持和帮助。斯大林当即决定给予支持。1950年2月14日《中苏友好同盟互助条约》缔结后，苏联承担援助中国（包括军事援助）的义务。根据苏联部长会议作出的关于组织上海防空的决议，苏联建立了一支支援中国的防空部队。
    苏联政府决定，派出一个防空集群，由巴季茨基中将出任司令，斯柳萨列夫将军任副司令，亚库申上校任歼击机部队指挥官，米罗诺夫上校为后勤部部长，斯皮里多诺夫上校任第五十二高炮师师长。这个防空集群汇集了苏联防空军各类部队，既有歼击机、防空火炮和探照灯，也有无线电技术装备和后勤部队。
    随即，防空集群部队火速开赴中国。当时，苏联派出了刚装备最先进的喷气式作战飞机的部队来加强上海防空力量。据斯柳萨列夫将军回忆：“1950年苏联空军才开始装备喷气式歼击机。从莫斯科用铁路运送到中国的帕什科夫上校指挥的航空兵团，是苏联第一支掌握米格-15飞机的部队。”苏联方面派出的兵力如下：2个歼击机团，1个混成轰炸机团；地面部队有第五十二高炮师、1个防空探照灯团和1个空军无线电技术营。他们分乘两列火车开赴上海，一列由莫斯科开出，另一列则从大连启程。
    1950年2月17日上午，苏联派往中国的防空集群指挥部一行乘飞机抵达北京机场，中方举行了隆重的欢迎仪式，热烈欢迎巴季茨基中将一行的到来。

中方在通报情况时介绍，由于蒋介石和台湾当局制定了疯狂的袭扰计划，苏军在中国的行动将复杂而艰巨。巴季茨基中将向朱德总司令介绍了苏联防空集群的任务，并向他通报了苏军的编制实力和武器装备情况。在结束发言时，巴季茨基中将胸有成竹地表示：“我相信，在我们共同努力下，上海市的空防将万无一失。”最后，双方决定将中国军队的4个混成高炮团，即第二、三、十一、十四高射炮团，纳入其战斗序列，计划在1950年3月23日之前完成所有部队的集结。经过双方初步协商，上海第一步防空计划在友好会谈中敲定。
    2月19日，苏军巴季茨基中将等高级指挥员抵达上海后，马上与华东军区司令员陈毅举行会晤，从而拉开了上海防空组织工作的序幕。陈毅着重向巴季茨基中将等高级指挥员介绍了上海目前的严峻形势，然后又介绍了华东军区防空兵力部署情况，并详细介绍了这座城市的特点，最需要保护的重要工业区和运输枢纽等重要情况。
    苏联防空集群部队很快完成部署。到1950年3月底，上海市的防空体系已经布防完毕，各防空指挥所都已进入作战值班状态。随着各部队的陆续就位，苏军一方面紧张地备战整训，一方面帮助中国新组建的高炮部队实施训练。中苏双方官兵们个个摩拳擦掌，全力以赴准备随时迎战来犯的国民党空军飞机。
    在此之前，国民党空军来犯大陆，由于没有受到有效打击，可以说是已到了肆无忌惮的程度。想来就来，空袭完就走。有时甚至只派单一机型出战，只有2架至3架飞机。曾一度在每个星期都要来袭扰2次至4次，而且主要是集中在白天。
    1950年3月7日，驻扎在徐州的第三五一歼击航空兵团正式开始战斗值班。第一次空战发生在3月13日。是日上午10点56分，苏军西多罗夫上尉指挥的拉-11歼击机小分队在机场往南12公里至15公里的地方发现了国民党空军的1架B-25轰炸机，并一举将其击落在南京西北的山中。3月14日，又有1架B-26轰炸机被苏军击落。此后，国民党空军飞机的活动明显减少。
    4月2日，苏军2架拉-11歼击机拦截并击落了2架国民党空军的战斗机。4月中旬以后，国民党空军的飞机一次又一次地企图闯入上海上空，但均未得逞。国民党飞机靠近苏联歼击机的防线后，发现苏军已经做好了空战准备，因而不敢冒犯，只好掉头逃窜。
    国民党空军发现上海有苏联空军保卫，旋即改变了战术，将白天空袭改为夜间行动。5月11日，苏军预警部队在漆黑的夜里锁定了2个空中目标，其飞行线路为上海方向。而在更远一些的夜空中，也发现几个目标在向上海方向移动。当目标进入光照区域后，防空总指挥部一声令下，第二十九近卫歼击航空兵团的4架米格-15飞机腾空而起。在探照灯的照耀下，大队长申卡连科驾机靠近敌机，并用37毫米机炮和机枪同时开火，打得敌轰炸机凌空爆炸，机身碎片满天飞。另一架轰炸机也被另两架米格飞机击落，其余敌机见状吓得乱作一团，一溜烟地掉头朝台湾方向逃去。此后，国民党空军再也不敢轻易窜犯上海、杭州地区了。
    苏联防空集群中的航空兵部队，在上海防空作战中飞行训练总计4676架次，升空作战238架次，从而粉碎了国民党空军飞机袭扰的图谋，有力地保护了上海的机场和其他重要目标。在7次空战中，苏联飞行员共击落国民党空军飞机6架，自己没有损失，圆满地完成了保卫上海及其附近地区安全的任务。
    鉴于中国防空部队在苏军的培训帮助下，已具备了应对国民党空军袭扰的防空能力，根据苏联部长会议的决议，苏联防空集群部队所有技术装备和财产全都有偿移交给中国军队，并于1950年10月19日完成了上海整个防空系统的移交。为了表彰苏联防空集群部队为保卫上海作出的贡献，中国政府为参战的全体苏联军人颁发了“保卫上海”奖章。
    重要城市和要地防空作战
    1950年10月，苏联防空集群圆满地完成了保卫上海的任务。根据中苏有关协议，苏军在回国前向中方有偿移交了所有装备。中国空军接收了飞机119架、探照灯72部、雷达12部。上海防空部队以最快的速度用当时较先进的飞机装备起来。10月19日，中国人民解放军空军第四混成旅正式担负起上海的防空作战任务。后来，经过整编，在空四旅第十一团的基础上扩编的航空兵第二师，长期担负起上海的防空任务，并多次击落入侵敌机，为保卫上海作出了突出贡献。
    空四旅到达上海，标志着中国空军开始承担上海防空任务。陈毅看到人民解放军空军的飞机后高兴地说：“光我自己高兴还不行，还要叫上海的老百姓看看，让他们也高兴高兴。”大家都同意陈毅市长的意见，要让空四旅在上海繁华地区走一走。这一天，上海四川路、南京路、淮海路上人山人海，马路两边站满了欢迎的人群。他们手持彩带，载歌载舞，如同过年一般。空四旅的干部和飞行员全都站在敞篷车上，胸前戴着大红花。老百姓看到年轻的飞行员，都欢呼起来，并高呼口号：“欢迎人民空军进驻大上海！”这次声势浩大的欢迎仪式在向世界宣告：上海的天空有了自己的保卫者。

从1951年11月开始，新组建的空军歼击机航空兵部队，先后担负起重要地区和城市的防空任务。东北地区主要工业城市的防空任务，由航空兵第三、四、六、九、十五师承担；航空兵第十四、十七师担负北京、天津、唐山等城市的防空任务；航空兵第十二师在上海，第十六师在青岛，第十八师在广州担负防空任务。
    新中国在组建航空兵部队的同时，也加强了地面防空部队的建设，因而使得高炮部队、雷达部队也有了很大发展。一些主要城市和重要目标都配置了高射炮部队。从东北地区东部至上海、广州等沿海一线地区，初步建立了防空雷达情报网，从而在主要地区形成了最初的防空体系。
    新中国成立初期，全国防空的重点是东北地区，其次是上海、青岛地区，再就是浙江、福建、广东等沿海地区。在朝鲜战争期间，东北防空区（分为沈阳、安东两个防空区）主要担负保卫东北领空的防空作战，是与参加抗美援朝作战同时进行的，因而也是志愿军空军作战任务的重要组成部分。
    在上海、青岛地区，防空任务主要是对付美国军用飞机和国民党空军飞机的侦察和空袭。1950年7月27日，美国总统杜鲁门批准美国军用飞机在中国沿海作侦察飞行以后，美国军用飞机对山东半岛至华东沿海频繁进行侦察活动，并不断入侵上海等地区上空。但由于中国防空体系尚未完善，新组建的航空兵还没有经过海上飞行训练，再加上美机入侵时间相对较短，因此美机在一段时间内未受到应有的打击。
    后来，华东防空司令部调整了雷达部署，并加强了飞行员的海上飞行训练。1952年8月，空军在上海组建空军第四军，统一了对上海地区空军部队的作战指挥，并在佘山等地区建立辅助指挥所，进而扩大了歼击机的作战范围。
    1952年9月20日5点36分，防空警戒雷达在上海东南133公里处发现美B-29轰炸机1架，高度1500米，直逼上海。5点45分，空军第二师六团2架米格-15歼击机奉命起飞截击。何中道驾驶的长机和李永年驾驶的僚机在崇明岛上空发现敌机时，距美机仅4公里。美机首先用机关枪射击，何、李双机急剧转弯绕到美机尾后实施攻击，从高度1500米一直打到200米，最终将美机击落坠入海底。为表彰飞行员的机智勇敢，空军领导机关为何中道、李永年各记大功一次。
    在此后的一年内，空军部队与入侵美机和国民党空军飞机先后作战6次，取得击落4架、击伤3架的战绩。这些空战，多数是在海上低空条件下进行的，有的距海面高度仅100米左右，由于指挥引导正确，飞行员机智勇敢，各项保障得力，因而取得了战斗的胜利。
    从1951年至1953年，空军部队防空作战共出动飞机539批、3419架次，击落美蒋飞机5架，击伤3架。然而，由于空军部队正处于初建阶段，许多条件还不完善，部队战术技术水平还不高，有些战斗没有达到预期的效果。尤其是缺乏经验，先后2次发生战斗飞行事故，损失飞机2架，牺牲飞行员2名，付出了沉重代价。
    但是，年轻的空军在战斗中不断成长，经过战斗洗礼，逐步发展成为国土防空作战的重要力量，并为保卫新中国的领空立下了卓著战功。