1921年秋，也就是“九一八”事變爆發的10年前，張學良受其父張作霖之命，前往東瀛參觀日本空軍。當張學良親眼看到日本空軍那先進的技術、精良的裝備、高超的訓練后，暗自痛下決心一定要建起自己的東北空軍。回國后，張學良向張作霖如實報告了赴日參觀空軍的情況。

其實，張作霖早已經認識到，要鞏固東北非建立強大的空軍不可。早在此前的1920年7月，張作霖就設立了東三省航空處，并撥出巨款在奉天東塔農業試驗場修建了飛機場。據史料記載，此時的奉系已擁有4架大威梅雙翼360馬力旅客運輸機，4架小威海單翼360馬力偵查教練機，均為張作霖在直皖戰爭中從皖系軍閥段祺瑞手中繳獲來。

1923年9月，張學良擔任東三省航空處總辦。他一上任，就把東北航空處整編為五個大隊：飛虎隊、飛鵬隊、飛鷹隊、飛豹隊，張學良兼任“飛鵬”隊隊長，為了把這個航空處辦得更好，張學良不僅從日本、俄國高薪聘請外國教官，到奉天航空學校開展起航空飛行技術業務培訓，積極充實東北航空的技術力量。同時，他還把一批優秀的青年送到國外深造學習飛行駕駛技術。

到1925年7月，由張學良領導的東北三省航空處已擁有各種飛機50多架，僅飛行員就達到100多人。隨后，張學良先后從意大利、德國、英國、日本等國購進偵察機9架、水上飛機8架、轟炸機9架、戰斗機5架、教練機8架，基本上組建起了東北空軍。

張學良不僅舍得花費巨資培養飛行員，而且還自己帶頭學習航空飛行技術，專門請來專家輔導他學習飛行理論和實際操練。據說，張學良本人能夠熟練地駕駛飛機在營口與丹東之間飛來飛去，甚至還能夠自己駕駛飛機到南京去開會。

在1929年中東路事件中，張學良的奉系東北空軍損失慘重。事后，張學良花費巨資又從法國進口了一批新式飛機，并進口了一批飛機散件，自行仿造組裝了一批戰斗機。據記載，東北軍自己組裝的戰斗機被稱為遼F1式，為雙翼型，它吸收了德國和法國戰斗機的優點，當時算是比較先進的戰斗機型。此外，還有遼FH1式、作為轟炸機可載4枚100公斤的航空炸彈，是一種航程比較遠的轟炸機，大大提高了奉系軍閥的軍事地位。

1931年9月初，面對日軍在沈陽的種種侵略跡象，當時留守在沈陽的奉系東北空軍長官陳海華給遠在北平的張學良打去了請示電話。然而，得到的回答卻是張學良“命令全體空軍官兵不得擅自行動”的命令。

就在“九一八”事變爆發的當天晚上，奉系空軍再次傳達命令：“日軍鬧事，不準抵抗，如有不聽命令滋事的，軍法處置。”那些急欲登機迎戰的飛行員獲知后，都非常不解地撤離了機場。

次日清晨，沈陽東塔飛機場突然遭到日軍飛機長達一個多小時的狂轟濫炸，但整個機場卻沒有一架戰機起飛來迎戰。狂轟濫炸過后，日軍派兵迅速占領了機場。日軍的占領讓奉系東北空軍損失慘重：不僅損失了戰斗飛機150余架，就連剛剛從捷克成套購買的尚未安裝的機件也落入了日軍手中。隨著東三省的淪陷，奉系東北空軍的260多架飛機全部被日軍繳獲。為此，張學良痛心疾首。

大量史料顯示，當時東北奉系軍閥的空軍無論在航空技術、機械設備、具有專門技術的航空人員等等方面都達到了一定規模。在奉系東北空軍的鼎盛時期，擁有各類新型作戰飛機360多架，有近200名飛行員，能夠適應多種作戰方式。這在當時全國各系軍閥中也是獨一無二的。然而，在當時國內軍閥混戰的歷史背景下，張學良精心培養奉系空軍的目的似乎也非常簡單，主要是為了對付國內其他軍閥，讓其他軍閥嘗到奉系空軍的厲害，而并不是為了積蓄力量對抗日軍這個外來侵略者…………