為策應轟炸機作戰，日軍陸軍航空隊的第五十九戰鬥機隊主力擔任怒江對岸日本陣地的防空，其餘戰機與轟炸機隊同時起飛，轟炸滇西地區，以牽製中國的空軍機隊。
隨著一聲令下，日軍三個轟炸機隊的二十九架飛機又從密支那機場起飛，直撲怒江防線。
隨著時間推移，九架轟炸機升到四千米高度，排列成三個品字形，從緬甸上空進入怒江空域。
此時此刻，中國空軍戰鬥機隊長高天翔率領十二架p406戰鬥機攔截攻擊。
說時遲那時快，原飛鷹戰隊第一小隊隊長的陳愛民，首先將日軍領隊機擊落。
接著，日軍僚機被副隊長言天海擊中墜毀。
與此同時，高天翔駕駛戰機死死咬住三架日機射擊，直到看見日機落地著火為止。
被迫迎戰，以不變應萬變，中國空軍大獲全勝。
然而，激烈的戰鬥才剛剛開始。
與此同時，日軍第二梯隊的十二架轟炸機，剛剛進入怒江空域，便遭到援華空軍誌願隊十四架戰鬥機的圍攻。
見狀，日軍機群慌忙將一百四十四枚五十公斤級的炸彈胡亂投下，奪路而逃。
不過，日軍第三梯隊的九架轟炸機，在滇西重鎮投彈完畢，正要返航，在滇西東北角被中國空軍攔住，雙方展開空中激戰。
日軍發動第三次空襲。他們改變花樣，在發動進攻前一個半小時，以上次轟炸中受到重創的日本戰鬥機編隊執行佯攻，轟炸滇西以東約二百六十公裏的中國防禦重地，然後試圖轟炸昆明，企圖迫使滇西地區的中國戰機返航，消耗油料，日軍轟炸機編隊再乘機轟炸怒江防線。
緊接著日軍十二架轟炸機，再次從緬甸出發，分別於下午2點53分和2點54分侵入怒江上空。
就在這千鈞一發之際，中國空軍的三架p40戰鬥機，分別由言天海副隊長和甘新達、陳愛民駕駛，首先衝向日軍機群。
接著，中國空軍第一小隊和援華誌願隊的二十八架戰機從四麵八方向日軍機群展開攻擊。
日軍機群見勢不妙，立即丟下炸彈返航。
於是，九七式重型轟炸機具有轉彎靈活和速度上的優勢，遍體鱗傷地逃出遭到圍攻的空域。
日軍另一編隊的意製菲亞特br-20型轟炸機卻很笨重，遭到中國空軍和援華誌願隊的沉重打擊。
這一仗，中國空軍擊落六架日機，擊傷其餘的所有日機，對其中一架射中了一百五十三發子彈。
隨著空戰失敗，日軍第一飛行團總結這幾次轟炸失利的原因，認為轟炸機進入的方向少，容易遭到中國空軍戰鬥機集中攻擊，而隊形又很零亂，常被各個擊破。
日軍甚至開始檢討怒江空戰的必要性。他們認為，日軍現有的重型轟炸機，在一般氣象條件下編隊遠航，實施轟炸，沒有戰鬥機的直接掩護，不但很難完成戰術或戰役任務，而且會受到很大損害。對重要目標的轟炸，如果在白天有利的氣象條件下進行，對方就能充分發揮戰鬥機和高射炮的作用。
然而，中國空軍亦是如此，不斷與敵的搏殺中獲取經驗。
此戰，中國空軍飛行員付出了慘重代價，才能保住怒江防線。
不過，誰都清楚，怒江上空的搏殺才剛剛開始。
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