1951～1953年，還先後成立機務學校、幹部學校（1952年9月改稱空軍政治幹部學校）和指揮員訓練班，逐步建立多種類型、綜合性院校培訓體係。
組建部隊空軍成立初期，中央軍委采納空軍關於在陸軍基礎上進行建設的指導方針。
1950～1951年，從陸軍部隊調給空軍12個師部、49個團部，用於組建空軍部隊。1950年6月19日，空軍第一支航空兵部隊在南京組建，稱中國人民解放軍空軍第4混成旅。
1950年7月26日，中國人民解放軍第一支空降兵部隊在上海組建，稱中國人民解放軍空軍陸戰第1旅，後改稱空軍陸戰第1師、傘兵教導師。
1950年11月2日，空軍部隊的旅改稱師。1950年11月24日，在四川新津組建空軍第一個運輸航空兵團。
1951年4月24日，組建空軍第一個運輸航空兵師。至1953年底，空軍部隊發展到28個師，各型飛機3000餘架。
建立保障體係空軍成立初期，在國家經濟很困難的情況下，中共中央決定整修和新建一批機場，保障航空學校和航空兵部隊使用。
雷達、通信、氣象等保障機構也陸續建立。空軍專用經費和物資由空軍負責供應，全軍通用經費和物資由軍區負責供應。
1952年9月1日起，全軍實行新的供應保障體製後，空軍按照建製關係全麵組織後勤供應保障，基本上實行空軍—軍區空軍—部隊供應體製。
在東北、華東成立有空軍後方勤務部分部，每個分部負責1個地區或1個作戰方向空軍部隊的後勤供應保障。
擔負作戰任務中共中央最早賦予空軍的任務是參加解放台灣作戰。1950年，朝鮮戰爭爆發後，中共中央決定組成中國人民誌願軍空軍，參加抗美援朝作戰。
1950年12月～1953年7月，中國人民誌願軍空軍共擊落以美軍為首的“聯合國軍”飛機330架、擊傷95架；被擊落231架、被擊傷151架。
有300多個單位、8000餘人立功，其中6個單位榮立集體一等功，21人獲英雄、模範稱號。
1952～1953年，在國土防空作戰中，共擊落、擊傷入侵和竄擾飛機8架。1952年9月20日，擊落入侵上海地區的美軍B-29型轟炸機1架，取得空軍國土防空的首次戰果。
1950年4月～1952年11月，支援陸軍部隊進軍西藏，在康藏高原開辟航線25條，空投各種物資2326噸。
1952年7月，配合陸軍部隊圍殲四川黑水和甘肅南部等地區土匪，實施空中偵察、轟炸、掃射、散發傳單和後勤支援。
發展時期（1954年1月～1966年4月）1953年12月7日～1954年1月26日召開的全國軍事係統黨的高級幹部會議決定，空軍全麵加強建設。
1957年5月，按照中央軍委統一部署，中國人民解放軍空軍與防空軍合並為空軍，實行空防合一體製，並進行精簡整編。
隨著主要武器裝備由中國自行生產，部隊進一步發展，戰鬥力顯著增強，在國土防空和協同陸、海軍解放沿海島嶼等作戰中取得突出戰績。