1931年9月18日，日本关东军以区区一个不满编师团的兵力，向东北军发动突袭。蒋介石、张学良皆畏日如虎，下令不抵抗，甚至要求遭到进攻的东北军士兵“不许还击，大家站着死，为国牺牲！”于是，东三省闪电般沦陷，三千万同胞沦为亡国奴。东北军的大批军械物资也被日军所夺取。
这里面最可惜的，是东北军的空军。这是军阀混战时代最强的一支空军。
东北军开创者张作霖，但建设东三省确有其独到之处。这个识字不多、土匪出身的大老粗，为了把东三省打造成他称霸全国的基地，对于教育，对于工业，对于现代技术都非常重视。
1917年，段祺瑞讨伐张勋辫子军，出动了几架飞机轰炸投弹，虽然没炸死几个人，却吓得辫子军作鸟兽散，作壁上观的张作霖非常羡慕。1920年直皖战争，奉系张作霖协助直系曹锟、吴佩孚打垮皖系段祺瑞，趁机把段祺瑞的八架飞机抢到手，成立了东三省航空处。1922年张作霖与曹锟、吴佩孚进行第一次直奉战争，双方均有飞机参战，但直军优势大得多，奉军西线张景惠部被直军飞机迫近投弹，引发崩溃。张作霖因此下定了建立强大空军的决心。
1923年，张作霖任命张学良兼任东三省航空处长，随后又创办了东三省航空学校，张学良任校长。张学良礼贤下士，请来了冯庸、万显章等专业人才和日本、俄国顾问，还派了大批青年出国留学。张学良自己也努力学习，很快掌握了飞行技术，经常驾驶飞机在营口和丹东之间飞来飞去。
（张学良派遣留法的飞行员）
（张学良开飞机）
在张学良的苦心经营下，奉系空军日益强盛。1924年第二次直奉战争中，奉系空军夺取了制空权，一洗前耻。1925年航校第一批学员60余人毕业，此时奉军已拥有五十多架飞机，并且不光是有飞机和飞行员，还拥有自己的机场、地勤、设备、工厂、培训机构等，是成体系的空军，在全国非常罕见。奉军还自己造飞机，包括双翼型辽F1式战斗机和可载4枚航弹的辽FHl式较远航程轰炸机，以及双座中型轰炸机“辽H1式”。
1926年，广东革命政权北伐，吴佩孚、孙传芳先后被打垮，北方军阀冯玉祥、阎锡山等也响应北伐军。奉系空军频频出战，与冯、阎等部交战，又出兵抢夺河南地盘，颇有功劳。
1928年国民革命军二次北伐，奉军在华北战败，张作霖被日本人炸死，张学良继位，奉军改称东北军。1929年中东路事件中，东北军飞机曾与苏联空军交战，击落苏军飞机两架。然而终因寡不敌众，弱不胜强，无法掌握制空权。
仅此一败，张学良也看出了东北军空军与世界强国的差距，于是进一步购买先进飞机，加强空军实力，一两年之间，实力大增。到1931年时，东北军拥有近三百架新旧飞机，包括战斗机、轰炸机、侦察机、教练机、水上飞机，还有镇海号水上飞机母舰。
1931年7月，石友三在冯玉祥、阎锡山支持下发起反蒋倒张之战。张学良派出20多架飞机，对石友三部狂轰滥炸。石友三的参谋长唐帮值回忆：“当时东北军飞机亦参加战斗，不断低空飞行。对我军进行轰炸。我军有一个迫击炮连，被飞机炸毁，人员、骡马伤亡殆尽。”这是民国军阀混战中少有的凭借空军碾压陆军的战例。
然而，这也是东北军空军最后的辉煌了。
就在石友三挨炸前一个月，日本间谍中村震太郎等被东北军抓捕后处死，日本趁机煽动要入侵东北。9月15日，日军准备出兵的消息已经传遍。作为“少帅门生”的东北航空军义愤填膺，都要求出动飞机轰炸日军。东北空军长官陈海华打电话请示在北平的张学良，张学良却下令“全体空军官兵不得擅自行动”。
9月18日夜，日军突袭北大营。东北边防军司令长官署参谋长代司令长官荣臻也传令：“日军闹事，不准抵抗，如有不听命令滋事的，军法处置。”次日上午，日军百余人在之前潜伏于东北航校的日本教官带领下，进攻沈阳机场。他们惊喜发现，如此重要的地区居然没有守卫。当然，就算有守卫，在“不抵抗”的命令下也无非白白等死。日寇不但控制了机场，还缴获了260架飞机。其中有英制维梅型轰炸机．法制布莱盖型、波太型、高德隆型轰炸机，德制容克型侦察轰炸机，日制甲式战斗机和八八式侦察机，还有刚刚从捷克斯洛伐克等国进口尚未启封安装的40架新飞机。
（日军占领沈阳机场的报道）
可叹这支庞大精锐的民国第一空军，居然不发一弹，就被区区百余名倭寇缴获。
要知道，这些飞机中的百余架都是可作战的，如果一起起飞攻击，以日军在沈阳不过万人的兵力，恐怕很难组织起有效防空。当初郭松龄反奉作战时，张学良都知道下令飞机迅速撤离，免得落入郭军之手。如今面对日寇，不但不许空军抵抗，甚至连转移撤退都不安排，实在令人扼腕而叹。
九一八事件后，东北军虽然还占有华北地盘，但已成丧家之犬。残存的少数飞机，以及逃离沦陷区的空军人才，不久被蒋记中央吞并殆尽。张学良老爹寄予厚望，张学良自己亲手经营十年的这支精锐，就此烟消云散。