1937年7月，抗日战争全面爆发，仅半年时间，华北大部及京、沪、苏、杭均在日寇铁蹄之下。11月，国民党中央政府移驻重庆，当时，珊瑚坝、广阳坝机场狭小，设施简陋，无法承担保护首脑机关的重任。因此，国民政府航空委员会责成四川省第三行政督察区专员沈鹏负责，征集民工两万余人，编为四个中队，修建白市驿机场。

机场征地1900余亩，削山填沟，建成一条跑道，其他设施一无所有。飞机降落后，还要几十个人推到公路旁的机库里停放。起飞时，还得重新推回跑道。跑道两边没有任何电灯标志，夜航时，必须由很多人提着“马灯”，站在跑道两边作为航标，飞机才能正常起降。

当年驻白市驿机场的还有苏联志愿军，参战飞机16架，人称“乌棒机”。苏联志愿军纪律严明、作战英勇、忠于职守，不管天晴下雨，飞行员们都休息在机翼下，严阵以待。1939年10月，武汉失守，重庆暴露在日机轰炸航程之内，白市驿机场更是日机轰炸的重要目标。

1940年9月13日，重庆璧山上空爆发了一场异常惨烈的大空战。当天清晨，日机从三个方向直扑重庆，中国空军第三、第四大队34架苏制L-15、L-16飞机起飞迎战。战斗中，中国空军24架战机被击毁，10名飞行员牺牲，空军遭受重创。

璧山空战失利后，保护重庆的空军元气大伤，日军对重庆的轰炸更加肆无忌惮。同年，苏联与日本在远东的关系出现缓和，苏联志愿航空队亦从中国撤走，重庆上空无兵可用，十分危险。此时，美英等国仍保持着中立态度，国民政府萌生了雇佣外国飞行员打仗的想法。

应国民政府要求，在美国政府的支持下，美国飞行教官陈纳德带领一支由300余名志愿者组成的“中国空军美国志愿援华航空队”，于1941年7月悄悄奔赴中国战场，投入战斗。当时，中国几乎丧失了制空权。陈纳德认真研究了自己战机和零式战斗机各自的优缺点后，制定了灵活的战术。由于战术得当，取得了不错的战绩。曾经参加中美空军混合团的前驻美代表夏功权大使说道：“美国空军第十四航空队在陈纳德的指挥领导下非常坚强，他的战斗技术是举世无双的，因为他用英国人不要的老型P-40飞机打了胜仗。”

1941年12月，美国对日宣战，20日，日军轰炸机再次来犯。美国援华飞行员驾驶着性能优良的P-51（野马式）、P-38（闪电式）型战机给予迎头痛击，日军损失惨重。看着敌机一架接一架被打下来，百姓欢呼雀跃，甚至有人不顾危险前往观战、助威。

在飞机上画吉祥物，是美国空军的传统。参战飞机的机头绘有张开大嘴，露出牙齿的鲨鱼头。老百姓将鲨鱼误认为是老虎，就称这支部队为“飞虎队”。后来，中美官方也开始称援华志愿队为“飞虎队”，陈纳德也成了中美两国家喻户晓的“飞虎将军”。

1942年6月，“飞虎队”司令部移驻白市驿机场，一方面保护国民政府首脑机关，另一方面保护盟军中国战区统帅部和盟军总部。7月4日，“飞虎队”被改编为“美国驻华空军特遣队”，亦称美国陆军第10航空队第23大队，从志愿军转变为正规军。1943年，日本鬼子停止了空袭重庆的行动。

1943年3月10日，特遣队被改编为美国陆军第14航空队，陈纳德为第14航空队少将司令。抗战后期，白市驿机场的设施不断完善，美国空军的B-25、B-24等重型轰炸机、运输机进驻白市驿。除担任军事任务外，还肩负起为中国重要领导人保驾护航的政治任务。先后护送蒋介石夫妇飞越“驼峰航线”前往埃及开罗出席中、英、美三国盟军首脑会议，即“开罗会议”。1945年11月，从赫尔利访问延安，到1945年毛主席赴重庆谈判，“飞虎队”的运输机频繁往返于重庆和延安之间，运送中共领导人参加各种政治会议。1945年8月，还护送刘伯承、邓小平，飞越胡宗南的黄河封锁线，分赴各自部队。

在抗战胜利前夕，陈纳德辞去第14航空队指挥官职务，重庆《中央日报》发表社论《惜别陈纳德将军》，文中说：陈纳德将军“领导一支微小兵力，以有限力量，和较强大的敌人搏斗达三年余”，使倭寇“从中国上空败退”。