1937年12月，南京沦陷，国民政府迁都重庆。武汉作为当时的重要的交通枢纽，一直是日军轰炸的重点。早在同年8月，国民政府与苏联签订了互不侵犯条约，同时援助国民政府性能较好的伊-15和伊-16战斗机，并派出志愿飞行员。在此之前国民政府空军近乎全军覆没。

1937年9月中旬，日军调集主力进攻徐州的同时，日本航空部就计划从空中进击武汉，企图摧毁我军的指挥系统、军事生产基地和空军机场，达到摧毁中国军队交通运输的目的，为从地面全面进攻武汉做准备。

4月29日是日本的“天长节”，即日本天皇的生日，为庆祝天皇生日，日军准备在今天再次袭击武汉。然而中国空军已从一击毙的日本空军的笔记本里发现了这一情报。毫不知情的日本空军启动了36架重型轰炸机，在十二架战斗机的掩护下，一路杀气腾腾的飞向武汉。敌机来袭的消息马上传达到中国空军第四大队指挥所，大队长李桂丹急令第四大队所属的第21、22和23等三个中队，立即全部起飞，迎战日军。

然而日军来得太快，第四大队尚未编好队，大批日机已逼近武汉领空。大队长李桂丹当机立断指挥战机投入战斗，第22、23中队担任主攻，第21中队负责掩护。此时的第四大队实际上只有9架飞机，敌军在数量上占据绝对的优势。

中国空军的9架飞机冲入机群，与日军展开混战。空战中21中队的四架战机协同作战率先击落一架敌机，其中有一架战机在协助战友击落一架敌机后又单独击落一架敌机。其中21中队的陈怀民驾驶着刚从兰州接收过来的E-152战机，直插敌机群中，开战五分钟就击落敌军一架飞机，后被5架敌机包围，陈怀民机身中弹，他驾驶敌机直撞向日本海军第二航空队高桥宪一的九六式舰载机，敌军当场身亡，陈怀民也因机身着火引燃伞衣，身子自3000米高空坠落，直插江心……

就在战斗处于胶着状态时，中国空军另一只编队前来支援，最终这场战斗只持续了三十分钟，国民政府空军击落十二架飞机，其中有十架战斗机，两架轰炸机。但我空军也付出了很大的代价，其中大队长李桂丹、中队长吕基淳、飞行员陈怀民、巴清正、王怡、李鹏翔等人壮烈牺牲。

在此之后的一个月里，日军未敢进犯武汉。直至5月13日，日军才出动36架战斗机和18架轰炸机袭击武汉，但又被击落14架，至此中国空军已经击落日机47架，狠狠打击了日军的嚣张气焰，也同时大大鼓舞了中国人民的抗战士气。