宋美龄是个会晕机的人，但她完全了解中国若要整军经武，第一步即必须拥有够水准的空军以保护领空。国府空军创建于1932年，当时飞机少、人才荒，亦无实战经验。1934年秋天蒋氏夫妇的西北与华北之行、与共产党军队的作战以及1936年12月12日的西安事变，都使蒋氏夫妇感到掌握制空力量的重要性。尤其是西安事变发生后，何应钦等人主张动用空军轰炸西安，更使蒋氏夫妇深感空军必须由“自己人”来领导，不能假手他人。《宋家王朝》一书的作者说：“西安事变期间，蒋委员长在南京的许多亲信幕僚曾密谋策划把他炸得粉碎，因此，如让这批人掌握空军，显然是不智之举。蒋夫人对其丈夫说，她愿意亲自出马，设法把空军变成克敌制胜的有效武器，而非一种政治筹码。蒋同意并让她负责。
美国女作家尤恩森认为蒋愿意由宋美龄出面主持“摇篮时期”的国民党空军，显示“蒋介石的看法有一点是颇为明确的：即国民政府需要现代化中国的军力，尤需战斗机。然而，购买飞机涉及大笔款项，蒋介石无法决定他那批贪污成性的幕僚中，究竟谁能负起这一重任。他知道自己的妻子可以信赖。因此，这位只受过音乐、文学和社会美德教育的宋美龄，便把许多时间花在有关航空理论、飞机设计和比较各种飞机零件优劣的技术刊物上。她和外商洽谈，订购了价值2千万美元的产品。她从采购商摇身一变为中国空军总司令，对妇女而言，这是史无前例的。”
尤恩森又说：“宋美龄独揽空军大权，不容他人染指，并成为严格执行空军纪律的人。她规定，凡在这支精英部队中行窃者，将被处以极刑。直到必须撤离南京时，她还常在新闻稿上提到‘我的空军'。”
宋美龄出任航委会秘书长前，国府空军由意大利提供飞机与训练，然一无成就。宋美龄急需能干的助手帮她整顿空军，她聘请了前美国陆军航空队飞行员霍布鲁克当顾问。宋是个做事是讲究效率的人，她问霍什么人可以在短时期内把中国空军改造成像样的军种，霍马上想到了一个长相酷似“老鹰”而有充满慓悍之气的老飞行员，这个人就是陈纳德。
1937年初春，陈纳德收到了宋美龄的一封信，问他是否愿意到中国当空军顾问，月薪1千美元，此外还有额外津贴、专用司机、轿车和译员，并有权驾驶中国空军的任何飞机。因病而离开军职的陈纳德立刻答应，4月1日即由旧金山搭乘“加菲尔总统号”邮轮经日本赴华，护照上面写的是到中国“考察农业”。从此，陈纳德开始了自己的中国生涯，成为家喻户晓的“飞虎将军”。
1937年6月初，陈纳德抵达上海。一个炎热的下午，霍布鲁克带他去见宋美龄和澳洲籍政治顾问端纳。当天晚上，陈在日记上写下他会见宋美龄的印象：“她将永远是我的公主。”陈答应在两个月内向宋美龄提出对中国空军的考察报告。抗战爆发后，国府空军号称有500架飞机，能起飞的还不到100架;日军则有3000架，仅上海一地即有400架，日军在上海且建有机场。尽管中国空军远居劣势，但飞行员的素质和爱国心却是一流的，1937年8月14日，日寇木更津空军联队的18架轰炸机自台湾新竹基地起飞执行轰炸杭州任务，日寇机群越海窜入筧桥上空，中国空军第四大队大队长高志航率领27架战斗机升空拦截，击落6架敌机。这是中国空军的第一次空战，非但无一受损，且创光辉战果，宋美龄即建议将8月14日定为“八一四”中国空军节。
陈纳德正式参与中国空军的训练与作战，指挥上海、南京和武汉的对日空战，在昆明训练中国空军并建立一个复杂的地面警报系统。1938年春，宋美龄因健康原因辞去航委会秘书长职务，由其兄宋子文接任，实际负责人则为钱大钧，但宋美龄始终对空军的人事、采购甚至训练和作战都掌握大权，她被称为“中国空军之母”，她一生中最喜爱的胸前别针就是金色与银色的中国空军军徽。
1940年10月，蒋氏夫妇派遣陈纳德至华府协助宋子文的“中国国防供应公司”获取更多的战斗机、轰炸机和飞行员。宋美龄数年前即曾嘱咐陈纳德，在中国飞行员还未培养出来之前，不妨雇用西方佣兵。1941年夏天，陈纳德筹组的“美国志愿队”成员陆续来华助战。当年12月20日，连炸中国一年未遭抵抗的日本空军在空袭昆明时，突遇一批机首漆着鲨鱼牙齿的美国P-40S战斗机升空对抗，使日军三菱Ki-21型双引擎轰炸机受到重创，鼠窜回河内基地，中国人民所称的“飞虎队”开始在中国战区建功。1942年2月28日，蒋宋夫妇在昆明宴请陈纳德和飞虎队成员，宋美龄讲了一段感性的话：“在中国国运最严重的关头，你们带着希望和信仰飞越了太平洋来到中国。因为这个缘故，不仅我国空军，而且我们全国都展开双臂来欢迎各位。委员长适才曾道及你们光辉和英勇的事迹，他并且赞誉飞虎队为举世最勇敢的一支空军。”宋又说：“当你们翱翔天空时，你们无异是用火焰在空中写出一些永恒的真理，给全世界都看到……”
