1937年的这趟中国之行，不但改变了陈纳德自己的命运，也扭转了战局，对美中关系的影响更是延续至今。1937年6月3日，时任航空委员会秘书长的蒋宋美龄，在上海接见陈纳德，聘他为顾问，协助中国发展空军。
1937年7月7日，卢沟桥事变爆发，陈纳德拍发电报给蒋介石，主动要求协助中国抗战。
由于陈纳德从飞行技术至飞行理论上在航空界都国际知名，苏联当时也欲邀请陈纳德去苏联为苏联空军服务，薪水为中国国民政府所出薪水的三倍，但陈纳德还是果断选择了去中国。从此，陈纳德开始了自己的中国飞行生涯。
当时国军的杰出飞行员高志航、乐以琴、刘粹刚、李桂丹等与日军以命相搏，但最终也经受不住日本空军的长期消耗。
前飞虎队员李其深表示：“战争的实际情况，并不像好莱坞电影中那样，日本的飞机轻易地就被我们击落，每一场空战都是团队合作，飞行员出任务，我们负责地勤的人员就在基地安静地等待他们回来，他们并不是每次都胜利归来，我们数着飞机，看着他们的遗物，知道其中有些人不能回来了。”
1938年8月，根据宋美龄的要求，陈纳德在昆明市郊组建了一所航空学校，并以美军标准尽快训练出一支全新的国军空军，一批优秀的美国空军预备役军官被招募到航校任教官。
1939年10月，在日机对重庆的轰炸最疯狂的时候，蒋介石亲自召见陈纳德，要他去美国，设法搞到尽可能多的作战物资，特别是战斗机。陈纳德返美后，在军界、政界到处宣传中国国民的英勇抗战，以争取各方支援。在陈纳德的游说下，总统顾问劳克林等有识之士被陈纳德的游说打动，在罗斯福总统面前赞成陈纳德关于建立空军的计划。
经陈纳德、宋子文、毛邦初的努力，国民政府从寇希斯公司购买了100架P-40B型战斗机，并招募了270名航空人员，其中包括110名飞行员。1941年7月10日，第一批美国志愿人员以音乐家、学生、银行家、农民等身份由旧金山启程前往中国。第二批志愿人员也于同年11月到达中国。
来自美国的飞虎队志愿飞行员。（图片来源：公有领域）
1941年8月1日，蒋介石发布命令，正式成立国军空军美国志愿大队，任命“陈纳德上校为该大队指挥员”。
最初中华民国空军美籍志愿大队队员中有人提出，在飞机头部画上鲨鱼头，用以吓唬日本人。1941年12月，航空队在昆明上空第一次作战取得胜利。
飞虎队老兵、台湾空军前副总司令陈鸿铨将军说：“那时候在昆明，飞行员有个习惯，就是打下一架日本飞机就在空中做个滚，老百姓一看就知道打下来飞机了。老百姓可以看到飞机外面飞虎队的标志是个鲨鱼。但是昆明人没见过鲨鱼，就说那是个老虎。所以飞虎这个名字，是昆明人取的。他们就跟陈纳德报告，他们中国人说我们是‘飞虎’，陈纳德觉得很好，就用了。‘飞虎队’的名号由此而来。”
从右至左：中华民国前驻美大使沈吕巡、台湾空军前副总司令陈鸿铨将军伉俪、前飞虎队员李其深。
（图片来源：美国之音）
后来，中华民国代表团向好莱坞著名迪士尼公司的艺术家们请求设计一个队标，华特･迪士尼亲自动手，根据“Flying Tigers”一名设计出“一只张着翅膀的老虎”，跃起扑向目标，老虎的尾巴高高竖起，与身体共同构成了象征胜利的“V”形的图案。
飞虎队队标由迪士尼公司设计。（图片来源：公有领域）
1942年4月28日，也就是日本天皇生日的前一天，飞虎队在缅甸腊戍的上空，以0：22令人吃惊的战绩，给天皇送上了一份独特的“厚礼”。1942年5月，日军进占缅甸，然后向云南进犯。陈纳德指挥飞虎队连续袭击保山、腾冲、龙陵一带的日军运输队，并将企图强度怒江的一队日军几乎全歼。
由于飞虎队的出色表现，大多数飞虎队队员均得到了国民政府的嘉奖。有十多名飞行员获得美、英政府颁发的飞行十字勋章。美国总统罗斯福在给陈纳德飞虎队的亲笔信中写道：“美国志愿队的大智大勇连同你们惊人的业绩，使整个美国为之自豪。”
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