抗战进入对峙阶段后，侵华日军将全面封闭我国、堵截我国与海外联络作为最重要的战略方针之一。1939年12月至1940年5月，侵华日军会集其水兵高雄航空队、第14航空队、第15航空队的轰炸机，对云南境内滇越铁路上的桥梁、车站，以及沿线城市进行轰炸，妄图摧毁和堵截我西南大后方这条重要的国际运输线。为维护这条国际运输线的疏通，我国派出空军及高射炮部队，与来袭日机打开了勇敢坚强的奋斗。
1939年6月，在相继占有海南岛、汕头、潮州等地后，侵华日军作出如下判别：“我国虽已损失华南滨海首要港口，但仍能自法属安南及缅甸方面取得补给，而广西公路成为我国之首要补给线千吨，占输入额的百分之三十。”
因而，侵华日军决议于11月下旬进攻南宁，以抵达三个意图：榜首，南宁是西南地区的交通枢纽，西接越南，可通往广东、湖南、贵州、云南等地，占有南宁，不光可以堵截西南国际交通的大动脉，还可以要挟我国的大后方；第二，占有南宁后，以此作为航空基地，能缩短空军的进犯间隔，以便更有效地轰炸和堵截滇越铁路与滇缅公路；第三，为南进树立基地，可以直接要挟法属印度支那殖民地，乘机侵入越南。
1939年11月15日，日军在广西钦州湾登陆，于24日占领南宁。其时国民政府判别，日军侵略桂南“意图不在广西，而在堵截滇缅、滇越及滇黔之交通，已属明显”。为避免日军继续北上，进攻柳州，要挟贵阳、重庆，蒋介石于27日决议集结26个师，约19万人，以及我国和苏联援华志愿队的100多架飞机，由白崇禧统一指挥，反扑日军。
因为我国军队打开强力反击，日本空军忙于帮忙其陆军作战，直至当年12月30日，日军才抽调军力施行对滇越铁路我国段的轰炸方案。当天，日本水兵第15航空队出动27架96式陆上进犯机对我国境内滇越铁路上的桥梁进行轰炸，高雄航空队出动12架96式陆上进犯机对蒙自火车站进行轰炸。依据日本出书的《日本水兵航空史》记载，日本空军对滇越铁路的轰炸大多散布在在1940年1至2月，1月五次，2月六次。
因为国民政府早有预判，所以当日机开端轰炸滇越铁路时，航空委员会便敏捷拟定了《保护滇越铁路方案》。《方案》分为“活跃的”和“消沉的”两部分，“活跃的”指主动出击，突击敌空军在海口的基地，以抵达“迫使敌不敢久留于我重轰炸机威力范围内”的意图。“消沉的”指使战役机别离驻昆明和蒙自两地的机场，担任滇越铁路上空的防空作战保护使命。
因为种种原因，我国空军并没有施行“活跃的”对海口敌空军基地远袭的作战方案。
我国空军在昆明的驻防部队原只要航空委员会直属的第18中队。鉴于敌机对滇越铁路的空袭越来越频频，航空委员会又急调我国空军第4大队第22中队赴昆明、蒙自两地。此外，航空委员会还指令我国空军军官校园利用在蒙自和昆明的中、高档练习基地，安排战役机教官参与滇越铁路的捍卫战。
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滇越铁路由中法合建和运营，护路之责本应由两边共担。但欧战迸发后，法国无暇东顾，捍卫滇越铁路的使命只能由我国悉数承当。国民政府曾多次派人与法国交涉，期望从法国购买可以配备一个大队的战役机和80门高射炮，均遭法国政府的回绝。滇越铁路在我国境内全长465公里，仅仅依托我国空军第18、22中队和我国空军军官校园不到30架战役机阻拦敌轰炸机，阻挠其对该铁路的空袭，明显力气不行。
因而，国民政府军事委员会从昆明、重庆、芷江等地，以及设在贵阳的防空校园抽调部分高射炮和高射机枪，布置在滇越铁路沿线重要的桥梁、涵洞、车站等一带。到1940年2月上旬，我方在滇越铁路沿线挺、7.9毫米口径高射机枪30挺。
一起，军政部兵工署派出一支专业队伍赴滇越铁路沿线，在首要桥梁旁摆放烟幕施放设备。一旦敌机来袭，则施放烟幕，让敌机找不到轰炸方针。在各个重要方针邻近，我方还储藏了很多抢修材料和物资，一旦铁路被炸，当即抢修，使之可以敏捷康复通行。
1940年1月4日，日本水兵高雄航空队出动12架96式陆上进犯机空袭滇越铁路。上午10点30分，我国空军第4大队第22中队队长张伟华，奉令率6架E-15战役机自昆明飞蒙自。下降后刚加完油，就接到敌机来袭的警报。张伟华当即与我国空军军官校园教官李向阳一道，各自率6架和5架E-15战役机升空迎敌。
张伟华在屏边县境内的白寨上空巡查戒备时，遥见敌机由文山方向向碧色寨飞翔，当即率队向敌追击，在碧色寨邻近上空，从敌机左边建议了榜初次进犯。随后，又跟随敌机，在蒙自机场和阿三寨上空，建议第二、第三次进犯。
敌机经白寨上空东窜时，也被李向阳发现。他率队从敌机左前方建议榜初次进犯，由间隔敌机400米处开端射击，至200米处时才从左下方脱离。然后，他们从敌机左下方建议第2次进犯，接着从敌机右下方建议第三次进犯。
这一战，我国空军第4大队第22中队队员曾培复驾驭的战役机中弹3发；队员李侃驾驭的战役机，在回来蒙自机场下降过程中，与机场周围大树相撞，李侃因伤重不治殉职。空军军官校园教官谭汉男驾驭的战役机，因建议机毛病，迫降于开远东面的打鱼寨邻近，人机无恙。
2月1日，我国空军军官校园得到情报，在昭通苦竹坝上空发现敌机27架，向蒙自方向飞翔，即令驻昆明的空军第18中队派机截击。下午2点10分，第18中队分队长杨次蕃率3架霍克75战役机自昆明起飞，赴文山及蒙自以南沿铁路沿线分，我机在蒙自东南之白寨邻近上空与敌机遭受，当即建议迎头进犯。敌机一边回击，一边向蒙自方向窜逃。追击过程中，队员王嘉福驾驭的战役机呈现毛病，退出战役。杨次蕃率胡国英仍穷追不舍，先后建议八次进犯，历经1个小时，追敌至文山的西畴县境内始脱离战役。敌机因遭强烈进犯，在滇越铁路白寨段匆促投弹，难堪东窜。
我机因追敌过远，忧虑油量缺乏，遂改飞至沾益机场下降。杨次蕃驾驭的战役机因在空战中中弹受伤，着陆时飞机失事，他头部受伤。
2月3日，我国空军军官校园得到情报，敌机25架经广南、砚山、文山等处，向西飞翔，当即令驻昆明的空军第18中队和第22中队派机前往截击。为避免敌机空袭昆明，该校起飞E-15战役机5架、霍克Ⅲ战役机7架、地瓦丁D·510C战役机1架，在昆明上空巡查戒备。
正午1点10分，第18中队分队长周伯源、队员吴国栋驾驭2架霍克75战役机自昆明起飞，沿滇越铁路南飞，查找敌机。25分钟后，我机遥见文山邻近上空有敌机，乃加大马力追击。追至文山东北的马塘邻近，我机已挨近敌机，并占有高度优势，当即自敌机右上方建议笔直进犯。脱离后，吴国栋的战役机呈现枪械毛病，无法射击，但他仍随周伯源追敌至广西边境。周伯源在追敌过程中，又先后两次建议进犯。后经查看，周伯源的战役机被击中2弹，吴国栋的战役机中弹5发。
正午1点25分，第22中队分队长高品芳率3架E-15战役机自昆明起飞，前往开远碧色寨一带滇越铁路沿线上空巡查戒备。半小时后，他们发现来袭的敌机。一起，敌机亦发现我机，不断改换队形和飞翔方向，欲脱节追击。此刻，我机飞翔高度高于敌机。经历比较丰富的高品芳瞄准时机，在敌机不断改换队形过程中，率队向敌机群最终面的1个中队建议迎头进犯，3机发射的子弹均击中各自方针。尔后，3机各自为战，均取得三次以上的进犯时机。
依据台湾出书的《空军抗日战史》记载，是役，我空军“击伤敌机2架，回航中落桂镜雷平，寻获1架，另1架落山林中”。“2·3”空战是我国空军在捍卫滇越铁路作战过程中，初次有战史材料清晰记载击落敌机的空战。
当天，因为我国空军坚强作战，敌机轰炸的重要方针——开远邻近的铁路线和小龙潭邻近的铁路桥均完好无缺。
2月13日，我国空军军官校园得到情报，敌机27架经文山、中和营等处向西飞翔，即令第18、第22中队派机前往阻拦，并令该校起飞8架E-15战役机在昆明上空巡查戒备。
正午1点15分和25分，张伟华及第18中队副队长范光华别离带领3架E-15战役机、3架霍克75战役机自昆明起飞，沿滇越铁路线机在小龙潭以北上空发现了敌机。此刻我机飞翔高度为4000米，敌机已完结对小龙潭铁桥的榜初次投弹，正向东迂回，拟做第2次投弹。范光华率队从敌机群前侧方建议首轮进犯，向右脱离后，复升高绕返于铁路之西，借背向阳光之利，由旁边面进犯其飞在最外围的1架轰炸机。只见该机漏油落后，岌岌可危。
1点50分，张伟华带领的3机抵达小龙潭上空，见山沟中尘土飞扬，知敌机已完结投弹，却不见敌机踪迹。我机回旋扭转查找，队员曾培复发现了敌机，当即摇翼告诉张伟华。张伟华随即宣布信号，3机以队伍队形，在小龙潭铁路上空，由敌左前方建议首轮进犯。敌第2中队第2分队长机中弹，飞翔速度下降。我时机集火力，从各方位向其射击，并追敌至文山西北约20公里的马塘上空，见敌机下沉、间隔地上仅数百米。此刻，由胡国英驾驭的霍克75战役机追至，最终将这架敌机击落。
2月16日，日水兵第15航空队出动26架96式陆上进犯机轰炸滇越铁路。正午1点10分，第18中队的4架霍克75战役机，第22中队及我国空军军官校园的9架E-15战役机、1架霍克Ⅲ战役机、1架地瓦丁D·510C战役机奉令自昆明起飞，沿滇越铁路线南飞阻拦敌机。因未遇敌机，我机于下午3点悉数回来昆明机场下降。
2月17日，日水兵第15航空队仍以26架96式陆上进犯机轰炸滇越铁路。12点07分，范光华奉令率4架霍克75战役机由昆明起飞，沿滇越铁路线向蒙自飞翔，查找敌机。12点20分，我机在小龙潭上空发现敌机。范光华当即率队建议迎头进犯，敌机匆忙投弹后，向东爬升窜逃，并靠近云层飞翔。范光华率队跟踪追击，先后进犯四次，至文山以东，见2架敌机落后，似有受伤。当日气候恶劣，能见度欠安，我机并未穷追。
4月26日和5月9日，我国空军军官校园接到敌机来袭情报，别离从昆明派机至滇越铁路沿线查找，未果，各机均返蒙自机场下降。
1940年6月，法国在对德交兵中战胜。7月，日军在越南北圻登陆。尔后，为避免日军沿滇越铁路侵略云南，国民政府命令将滇越铁路部分桥梁摧毁、铁轨撤除。滇越铁路完毕了它在抗战时期的历史使命。
抗战期间，尽管环绕滇越铁路的空袭与反空袭仅仅一场继续几个月的小规模战役，我方投入的军力较少，但挫折日军以空袭堵截滇越铁路的诡计，对我国的耐久抗战仍具有极端重大意义。