宋美齡是個會暈機的人，但她完全瞭解中國若要整軍經武，第一步即必須擁有夠水準的空軍以保護領空。國府空軍創建於1932年，當時飛機少、人才荒，亦無實戰經驗。1934年秋天蔣氏夫婦的西北與華北之行、與共產黨軍隊的作戰以及1936年12月12日的西安事變，都使蔣氏夫婦感到掌握制空力量的重要性。尤其是西安事變發生後，何應欽等人主張動用空軍轟炸西安，更使蔣氏夫婦深感空軍必須由“自己人”來領導，不能假手他人。《宋家王朝》一書的作者説：“西安事變期間，蔣委員長在南京的許多親信幕僚曾密謀策劃把他炸得粉碎，因此，如讓這批人掌握空軍，顯然是不智之舉。蔣夫人對其丈夫説，她願意親自出馬，設法把空軍變成克敵制勝的有效武器，而非一種政治籌碼。蔣同意並讓她負責。
美國女作家尤恩森認為蔣願意由宋美齡出面主持“搖籃時期”的國民黨空軍，顯示“蔣介石的看法有一點是頗為明確的：即國民政府需要現代化中國的軍力，尤需戰鬥機。然而，購買飛機涉及大筆款項，蔣介石無法決定他那批貪污成性的幕僚中，究竟誰能負起這一重任。他知道自己的妻子可以信賴。因此，這位只受過音樂、文學和社會美德教育的宋美齡，便把許多時間花在有關航空理論、飛機設計和比較各種飛機零件優劣的技術刊物上。她和外商洽談，訂購了價值2千萬美元的產品。她從採購商搖身一變為中國空軍總司令，對婦女而言，這是史無前例的。”
尤恩森又説：“宋美齡獨攬空軍大權，不容他人染指，併成為嚴格執行空軍紀律的人。她規定，凡在這支精英部隊中行竊者，將被處以極刑。直到必須撤離南京時，她還常在新聞稿上提到‘我的空軍'。”
宋美齡出任航委會祕書長前，國府空軍由意大利提供飛機與訓練，然一無成就。宋美齡急需能幹的助手幫她整頓空軍，她聘請了前美國陸軍航空隊飛行員霍布魯克當顧問。宋是個做事是講究效率的人，她問霍什麼人可以在短時期內把中國空軍改造成像樣的軍種，霍馬上想到了一個長相酷似“老鷹”而有充滿慓悍之氣的老飛行員，這個人就是陳納德。
1937年初春，陳納德收到了宋美齡的一封信，問他是否願意到中國當空軍顧問，月薪1千美元，此外還有額外津貼、專用司機、轎車和譯員，並有權駕駛中國空軍的任何飛機。因病而離開軍職的陳納德立刻答應，4月1日即由舊金山搭乘“加菲爾總統號”郵輪經日本赴華，護照上面寫的是到中國“考察農業”。從此，陳納德開始了自己的中國生涯，成為家喻户曉的“飛虎將軍”。
1937年6月初，陳納德抵達上海。一個炎熱的下午，霍布魯克帶他去見宋美齡和澳洲籍政治顧問端納。當天晚上，陳在日記上寫下他會見宋美齡的印象：“她將永遠是我的公主。”陳答應在兩個月內向宋美齡提出對中國空軍的考察報告。抗戰爆發後，國府空軍號稱有500架飛機，能起飛的還不到100架;日軍則有3000架，僅上海一地即有400架，日軍在上海且建有機場。儘管中國空軍遠居劣勢，但飛行員的素質和愛國心卻是一流的，1937年8月14日，日寇木更津空軍聯隊的18架轟炸機自台灣新竹基地起飛執行轟炸杭州任務，日寇機羣越海竄入筧橋上空，中國空軍第四大隊大隊長高志航率領27架戰鬥機升空攔截，擊落6架敵機。這是中國空軍的第一次空戰，非但無一受損，且創光輝戰果，宋美齡即建議將8月14日定為“八一四”中國空軍節。
陳納德正式參與中國空軍的訓練與作戰，指揮上海、南京和武漢的對日空戰，在昆明訓練中國空軍並建立一個複雜的地面警報系統。1938年春，宋美齡因健康原因辭去航委會祕書長職務，由其兄宋子文接任，實際負責人則為錢大鈞，但宋美齡始終對空軍的人事、採購甚至訓練和作戰都掌握大權，她被稱為“中國空軍之母”，她一生中最喜愛的胸前別針就是金色與銀色的中國空軍軍徽。
1940年10月，蔣氏夫婦派遣陳納德至華府協助宋子文的“中國國防供應公司”獲取更多的戰鬥機、轟炸機和飛行員。宋美齡數年前即曾囑咐陳納德，在中國飛行員還未培養出來之前，不妨僱用西方傭兵。1941年夏天，陳納德籌組的“美國志願隊”成員陸續來華助戰。當年12月20日，連炸中國一年未遭抵抗的日本空軍在空襲昆明時，突遇一批機首漆着鯊魚牙齒的美國P-40S戰鬥機升空對抗，使日軍三菱Ki-21型雙引擎轟炸機受到重創，鼠竄回河內基地，中國人民所稱的“飛虎隊”開始在中國戰區建功。1942年2月28日，蔣宋夫婦在昆明宴請陳納德和飛虎隊成員，宋美齡講了一段感性的話：“在中國國運最嚴重的關頭，你們帶着希望和信仰飛越了太平洋來到中國。因為這個緣故，不僅我國空軍，而且我們全國都展開雙臂來歡迎各位。委員長適才曾道及你們光輝和英勇的事蹟，他並且讚譽飛虎隊為舉世最勇敢的一支空軍。”宋又説：“當你們翱翔天空時，你們無異是用火焰在空中寫出一些永恆的真理，給全世界都看到……”
