8月14日中国空军的辉煌胜利，使日本空军异常震惊和恼怒，并马上进行疯狂报复。
8月15日清晨，日本空军再次出动轰炸机34架袭击杭州。中国空军第4大队起飞21架迎战。大队长高志航再次首开纪录，击落日机一架。正当他向另一架日机攻击时，左臂被流弹击中，他带伤驾机飞回机场。其余战友仍在空中厮杀，分队长乐以琴连续击落四架日机后，因油料不足只好返航。这天杭州空战，中国空军共击落日机14架。
8月16日，中国空军按计划出击，又击落日机八架。
8月17日，中国空军司令部命令：第5大队派六架飞机，去轰炸虹口日军司令部。少尉飞行员阎海文（辽宁人，笕桥航校第三期毕业生）带队登机，从扬州机场起飞后，越过江阴要塞，飞临上海空中。日军地面高射炮和高射机枪构成密集火力网，盘旋在高空的中国飞机难以俯冲投弹。阎海文迅速将机身半滚旋转成倒飞状，然后穿过火力网，垂直向下俯冲。3,000磅炸弹钻入日军工事，随着一声惊天动地的爆炸声，日军工事砖石飞溅，敌人鬼哭狼嚎。阎海文一个鱼跃将飞机拉起来。突然日机一颗炮弹飞来，将其座机削掉一支翅膀，飞机失去平衡，歪扭着向下降落。阎海文被迫跳伞。
由于空中风速太大，把他吹向日军阵地天通庵公墓。一群日本兵端着钢枪、刺刀，张牙舞爪地向他围攻过来。阎海文从容地掏出手枪，随着降落伞落地，他也倒伏在地，闭上双眼。日本兵渐渐接近了，一边喊叫着向阎海文跑来。趁日本兵不防，阎海文举起手枪“叭！叭！叭！”三声响，冲在最前面的三个鬼子立即倒下。阎海文迅速拉脱降落伞的带钮，一个箭步跳到一座沙袋旁。一名日军官冲上来叫喊：“不许开枪，捉活的！”阎海文又是“叭！叭！叭！”三枪，又倒下三个鬼子。日军害怕了，躲在坟墓堆旁，沙袋堆下，不敢向前冲了。
一个汉奸伸出头喊道：“空军朋友，你已被包围了，再抵抗是无谓的，还是放下枪吧，皇军敬佩英雄……”突然一声枪响，汉奸滚倒在坟堆下。
这时阎海文枪膛里只剩下两颗子弹了，他慢慢站起来，又举枪击毙一个鬼子，然后把枪口对准自己太阳**，高呼：“中国无被俘虏空军！”他扣动了扳机，鲜血沿着脸颊流下。阎海文壮烈牺牲了，时年27岁。敌人被震惊了！
消息报给敌酋白川大将，白川默然良久，然后下令：“厚葬！”
8月18日，一艘日本军舰缓缓驶离黄浦江，它载着阎海文的遗体，驶向东海。阎海文遗体上，覆盖着中日两国国旗。汽笛声响了，日本军人用隆重的仪式，为中国空军战士阎海文举行了葬礼。这是为什么呢？
在汇山码头上，敌酋白川大将对送别阎海文遗体的全体日本海军陆战队员训话。他说：“过去在日俄战争时，大和民族勇敢不怕死的精神安在？现在已被中国的阎海文夺去了，这值得我们敬佩！效仿！”葬礼仪式后，日本军人在阎海文殉国之地上海天通庵公墓，为他建墓立碑，墓碑上刻写“支那空军勇士之墓”八个大字。
9月11日，日本大板《每日新闻》登载了阎海文壮烈成仁的报道，该报特派记者木村毅化在报道中感叹：“中国已非昔日支那！”
10月，日本东京举办了“中国空军勇士阎海文展览会”。展出了阎海文的飞行服、降落伞、手枪等遗物，成千上万的参观者络绎不绝，不少日本民众，面对这位年轻的中国空军战士的遗像，流下了泪水。阎海文忠心报国、壮烈牺牲精神，征服了千千万万祖国同胞，也征服了异族侵略者。