传单上写着：“中日两国有同文同种、唇齿相依的亲密关系，应该互相合作，以维持亚洲和全世界的自由和平；日本军阀发动的侵略战争，最后会使中日两国两败俱伤，希望日本国民唤醒军阀放弃进一步侵华迷梦，迅速撤回日本本土。”
这两架飞机从汉口起飞后，经南昌、衢州，飞经宁波前进阵地加油后，直飞日本，于20日中午2时45分左右抵达日本九州上空，一路奔袭，向长崎、福冈、久留米、佐贺等主要城市及四国的部分地区散发了传单。
然后，这两架飞机安全返回祖国，分别在玉山、南昌机场降落，完成远征日本本土的任务。
这次对日本的“空袭”行动使得“日本全国骚动，惊恐万分”，被认为是“日本有史以来外国飞机进入其本土空前的奇迹”。
参与这次奇袭行动的徐焕升后来回忆道：“当时，日本的防空哨戒能力相当幼稚，我们进入日本上空时，并未被发现；直到完成任务离开日本，俯视眼底的都市才刚刚在实施灯火管制。及至天明飞回到我国东海岸上空之际，接到地面联络，得知在上海、杭州一带有多架日本飞机升空拦截我们，但我们则掩蔽在云雾中安全返航。”
这次对日本本土不耗一颗弹，不流一滴血的“纸弹轰炸”①被称为“人道飞行”，在国际上产生了巨大反响，一度使日本政府非常难堪。
5月31日，日军又出动36架战斗机和18架轰炸机向武汉进犯，中国空军派出强大战斗机群，在汉口北方上空截住日机，经过一番激烈格斗，日机东逃，中国战机乘胜追击，一举击落日机14架，是为“5·31空战”。
6月中旬，当日军沿长江而上，向安庆等地开始进攻后，中国空军不断以主力出击轰炸长江日军舰艇以及芜湖等地日军机场，并继续抗击日军对武汉的空袭，直到主动放弃武汉。
前后5个月的作战，英勇的中国空军健儿共击落日军飞机62架、炸毁日军飞机16架、炸沉日军舰艇23艘。
8月3日上午9时54分，日本轰炸机18架，驱逐机50余架，由安徽境内向武汉侵犯，中国空军与苏联志愿军起飞迎击，一番激战，一举击落敌机12架，并在嘉鱼俘获日本飞行员1名，在黄陵矶俘获日本飞行员2名，均押解来汉。
当敌我飞机在武昌南湖上空激战时，一中国空军飞行员驾机向敌机猛撞，敌机顿时即起火坠地，人机均毁，我空军勇士则跳伞降落，仅受轻伤。是为“8·3空战”。
保卫大武汉期间的空战，引起了全国各界的深切关注，赢得了国内外的一致称誉，各界舆论普遍称赞：中国最出色的部队是空军，他们是翱翔在大武汉上空的雄鹰。
一一一一一一一一一一一一注①关于中国空军这次远征，当时国民党中央社曾作如下报道：“我空军一队于19日夜11时许，由某地出发，飞往日本长崎佐世保一带，散发告日本国民书等传单。我机于20日晨3时许到达该地时，敌人均在睡中，闻机声惊醒，仓惶放警报，实行灯火管制，但未放高射炮，敌机亦未起飞。我机投下照明弹，闪光照耀，宛如白昼，散发传单数十万份后，从容渡海，于20日晨10时安全凯旋某地。闻此次渡海空军勇士，为大队长徐焕升，副队长佟彦博，队员蒋绍禹、苏光华、安锡九、梅元白等8氏。勇士等今晨复由某地飞来汉口，当由军政机关及各团体民众，在机场热烈欢迎。8勇士由空中下降时，场中鼓掌声及欢呼声，历十数分钟不止，纷纷握手致敬。到孔院长、何部长、钱主任、蒋处长等数千人，各国驻汉记者及我国记者亦到场欢迎，为各勇士摄影，嗣在机场休息室共饮香槟以表庆祝。此为昨夏抗战以来我空军第一次远征之记录，我机未投炸弹者，为不欲伤害非战斗员。”