1943年11月3日，中美空军混合大队正式宣告成立，并进驻桂林基地，开始作战。这支混合大队是6月由中美双方各选派人数对等的3个飞行大队组成。由美国第十四航空队司令兼蒋介石空军参谋长陈纳德任队长，徐焕升任副队长。1943年3月10日，美国陆军航空队将驻华特谴队编为美国陆军第十四航空队，陈纳德晋升少将司令。陈纳德上任后，强烈要求罗斯福总统加强驻华空军力量，夺回中国战场的制空权，并伺机攻击日本本土。他在作战计划和指挥权等问题上与美军中国战区参谋长史迪威将军发生冲突。蒋介石对史迪威也多有不满，因此陈纳德得到蒋的支持。为使陈纳德脱离史迪威的指挥，蒋介石于7月12日致电罗斯福，要求将陈纳德提升为中国战区空军参谋长。罗斯福采取了折中的办法，同意让陈纳德担任中国空军（而不是中国战区）参谋长。
10月，中国空军第一、第三、第五大队与美国空军正式编组混合大队。该队正式成立后，与中国空军和美国第十四航空队协同作战，集中袭击汉口、越南、广州、香港、台湾、新德、岳阳等地日军空军基地，轰炸扫射平汉、粤汉、津浦、陇海、同浦沿线的日军车辆及停泊在长江与沿海的船只，破坏日军运输线，并逐步取得华南、华中地区的制空权。1943年11月25日，陈纳德指挥美空军机队远征日军在台湾的机场，击落日战斗机15架，并把机场上的42架日机全部摧毁。