面对中国方面的大举增兵，日本方面也始终没有停下增兵的脚步。7
月24日，第
11飞行战队的两个中队带着
200架“烈风”飞抵白桦城。三天之后日本人已经可以在桑叶河上空拍出庞大的飞机集群。在双方空军部队磨刀霍霍之时，地面上的人字旗却已经渡过了桑叶河，还在东岸建立了坚固的桥头堡阵地，静等旭日旗下的野兽们过来撞个头破血流，深感“皇军”面子被中国人狠狠扇了一巴掌的日本陆军，正在集结力量准备给中国人一个大大教训，当然日后的战役发展证明，这个教训在天上或者地下，恰恰都是给日本人自己的。
虽然地面作战打得有声有色，天空却被日本飞机的机翼遮蔽了光彩。在
7月28日这一天，3
架“青凤”在桑叶河上空撞见了一群日本战斗机，仗着人多势众，日本战斗机在几分钟内连中三元，上演了空中帽子戏法。
这一天晚些时候，又有10架“青凤”被日军飞机偷袭，18架“烈风”躲在高空，看准目标后呼啸而下。中国战斗机虽然奋起反击，怎奈高度和速度优势都不在自己一边，最终被击落6架，另有一架“青凤”
勉强迫降，本以为逃过一劫，没想到日本人不依不饶，俯冲而下轮番扫射，最终将这架“青凤”打成一堆火焰。侥幸生还的“青凤”中还有两架严重受损，只能在最近的前线机场迫降，落地后便报废了。而打得东北军只剩一架全身而退的日本人自己却是毫发无损。
看着空中的损失逐渐增多，东北军的高级将领也是心急如焚。当时的东北军第37装甲军司令郭松龄亲自上书北京报告日本航空部队在桑叶河上空占尽优势、横行无忌。结果，8月2
日他以“丧失战斗意志”的理由被撤换，继任者钟离卫上任伊始便着手将士气低落的部队改编为第一集团军。
实际上，北京早就对东北军空军在桑叶河的糟糕表现有所耳闻，也已经计划好如何扭转颓势。与新任司令员一同抵达的还有大批参加过西班牙内战的陆军航空兵里的资深飞行尖子。针对之前驻中西伯利亚和东三省的中国空军部队机构臃肿，指挥体系混乱的问题，北京将西班牙战场上的“飞将军”鲍云生调到中西伯利亚，将整个航空部队交由他全权指挥。
在精兵强将齐集桑叶河的同时，大批新式战机也从中国各地汇聚而来。1942年8月21日，桑叶河上空的空军力量天平已经毋庸置疑倒向中国这边：900多架涂有“人”字军徽的战机和他们士气高涨磨拳擦掌的驾驶员陆续抵达，时刻准备着痛殴河对面后劲不足的日本人，后者手里战机只有区区400余架，还不到东北军的一半。
仗打到这个时候，中日双方都明白谁占有空中优势，谁就更可能取得最终的全面胜利。
当中日双方都已经再也挤不出哪怕一架的增援时，所有人都清楚，8月22日开始的殊死拼杀将决定最终是人字旗和旭日旗谁将闪耀桑叶河上空。这一天，中国人派出了256
架“云雀”和149架“披毛犀”
组成的庞大机群，日本方面则声称有超过
400
架日本战机参与了当天的空战，但大家想象中的一锤定音并没有出现，结果接下来的几天，几百架战机的大规模混战成了桑叶河上空的家常便饭。
鉴于人力物力方面的差距，日本方面最不希望看到的就是被顽固的中国人拖入消耗战，看到单纯派出大机群于事无补，日本陆军航空兵的指挥官们想到了一个釜底抽薪的伎俩，那便是出动爆击机摧毁中国人的机场。8月27日，237架日本轰炸机在180架战斗机的掩护下扑向三座中国机场。中国人之前并没有想到日本人敢大规模深入中西伯利亚腹地的领空，机场的防备并不充分，但即便如此，日本人的偷袭也只在其中一处得手。日军在偷袭前派出了大批别动队，其中一批成功的切断了机场的雷达站、防空了望哨和机场指挥部之间的电话线，结果机场上排满了对日军偷袭毫不知情的中国战斗机，直到日本炸弹砸到头上才试图起飞抵抗，却为时已晚，很多飞机被炸成废铜烂铁，得手的日本战机在其它机场东北军飞机赶来增援前扬长而去。
并不是每一队偷袭的日本飞机都有这样的好运气，在另外两处机场，好不容易长途奔袭到中国机场上空，人困马乏的日本战机受到了猛烈的地面火力和空中严阵以待的中国战斗机的双重“欢迎”
，被打得落荒而逃，炸弹都被丢到西伯利亚大草原上挖坑去了。虽然实际斩获聊胜于无，但日本国内的宣传机构却开足马力大造舆论，鼓吹这是一场“神佑的大胜”。
此时的日本宣传机构在造假方面已经达到了相当高的水平，全日本的报纸上都白纸黑字的登载出“地面摧毁244架中国战机，空中击落102架”的“空前战果”。这个数字远远超过被袭击的三座中国飞机场停放的战机的总和。东北军的实际损失要小得多，其中还有一部分战机最终得到修复。
如果说虚报战果是各国各时期军队的通例，但是就怕这种牛皮吹的太大，连自己人也忽悠住。可惜日本陆军就属于能被自己人卖了还兴高采烈的笨蛋。听说日本陆军航空兵取得了空前胜利，地面上的日军将领盘