1951年夏，军“空中封锁铁路线”的“绞杀战”。空军增至十九联队队，战飞机达1400余架。
8月26日志愿军空军奉命与苏军航空兵一部担负保护平壤北主通线掩护安州区机场修建的任务。9月，志愿军空军师单位，在苏联空军带领，轮番进入一线机场参战。
9月12日，4师两团共五十五架米格—15型飞机，在师长方子翼政委谢锡玉的率领，再次进驻浪头机场。
25日，4师动三十二架飞机，配合苏联空军，与企图袭击清川江桥的军百余架飞机混合机群战。
在战斗中，1队队长李永泰在F—86型战斗机的围攻，飞机受伤五十六处，但他沉着应战，驾驶飞机返回基，被誉“空中坦克”。飞行员刘涌新单机与六架F—86战，击落其中一架壮烈牺牲。他创了击落国最新式的“佩刀”式飞机的记录。
在接的五空战中，4师与苏联空军飞行员密切配合，共击落机二十六架，击伤八架。10月2日，毛泽东在空军关4师战情况的报告批示：“空四师奋勇战，甚甚慰，你予鼓励是正确的，壮烈牺牲者的属应予安慰。”
10月，在高炮兵苏联空军的配合，4师军连续进行了六次规模的空战。其中在5日，4师共飞二十架飞机清川江空打击战斗轰炸机，掩护面部队江，击落F—80型战斗轰炸机三架、击伤两架，身损失飞机一架。
志愿军空军4师一月战，共战斗动508架次，其中敌我双方战斗机达200余架的空战有七次，共击落机十七架、击伤七架，身损失十七架。10月20日，4师转二线休整，总结战经验。
同一，3师在代师长袁彬、政委高厚良率领一线参战。该师装备米格—15型飞机五十架、飞行员五十名。11月4日16日，2师（师长张庆、政委张百春）、14师（师长王毓淮、政委谢继友）分别转一线参战，由3师带领战。12月1952年1月，志愿军空军6师（政委张志勇、副师长北沙）、15师（师长黄玉庭、政委崔文斌）分别进入一线参战。志愿军空军批部队陆续投入战斗，削弱了军在鸭绿江至清川江间的“空中优势”，并在战斗中长壮，与苏联空军一，掌握了清川江北一定间的制空权。
1951年9月，国情报部门现在朝鲜西北部距中国边境90英处有三特的飞机场正在迅速建设。军估计，一旦些机场建并投入使，将加强中朝军队的空中力量，使“联合国军”的空中面活动受严重威胁。
军迅速采取行动，从10月18日始三建设中的机场进行了一系列的攻击。
10月23日，军动八架B—29轰炸机约100架战斗机护航队朝鲜北部一正在建设中的喷气式战斗机基——南市简易机场进行空袭，遭150架米格飞机的截击。
志愿军空军3师，在习4师战经验的基础，先打机群，待积累实战经验，再打机群。从11月2日至10日与空军分散活动的机群战五次，击落机八架。从11月16日，3师始与机群较量。
18日午，志愿军空军3师9团飞十六架飞机迎战军机群。1队六架飞机达清川江空，现左前方低空有六十余架F—84型战斗轰炸机活动，有的正在轰炸清川江江桥。队长王海率队冲入机群，他僚机各击落两架机。飞行员孙生禄敢空中拼刺刀，在300米的近距离炮击落机一架。在次战斗中，9团共击落六架机，其中有五架是1队击落的。在整战争期间，1队空战八十余次，击落击伤机二十九架，被誉“英勇的王海队”。
23日，志愿军空军3师7团副团长孟进率二十架飞机与二十余架F—84型飞机战，创造了一次空战击落击伤机八架、己仅轻伤一架的功战例。在此次战斗中，队长刘玉堤创造了一次空战击落机四架的记录。
12月2日、5日、8日，每有300架飞机在空中鏖战，每军航空兵受新的打击。志愿军空军3师一次轮战（1951年10月21日至1952年1月14日），击落击伤机六十四架，其中刘玉堤、赵宝桐各击落击伤机八架，王海、范万章各击落击伤机五架。3师被击落击伤二十三架。
在志愿军空军苏联空军的联合打击，1951年10月底，国远东空军司令威兰被迫取消B—29型战略轰炸机昼间的轰炸行动。
11月，国空军参谋长霍伊特·S·范登堡在一次记者招待承认，“我遭了朝鲜战争最惨重的损失……”“鉴朝鲜空中生了一重的，从某程度讲说是险恶的变化，……几乎在一夜间中国便了世界空军力量中最强的国一，……我所一直依赖的空中优势，现在已面临着严重的挑战”。
国空军战史写：
共军米格由占有数量的优势，所11月份在平壤北他处取了主动位，联合国军所有的飞行员则共军飞行员动的进攻进行抵抗已。
12月16日，威兰在记者招待承认，通线进行空中封锁越越困难了。
经实战的初步锻炼，从1952年1月始，志愿军空军已够独立战。志愿军空军采取老带新的方式，继续师单位进行轮番战。根据一线机场的情况，每轮战部队保持三至四师。
1月16日，志愿军空军4师又一次达一线。
2月，毛泽东指示空军：“必须抓紧机进行实战锻炼，十分重视实战锻炼空军部队的意义，那怕求打几次空战是的。”根据毛泽东的一指示，志愿军空军12、17、18师又陆续一线参战。
2月10日午，军飞机平壤、沙院价川区空活动，其中F—84、F—80型战斗轰炸两批十六架在十八架F—86的掩护，轰炸军隅附近的铁路线。志愿军空军司令部命令4师飞三十四架米格—15型飞机迎敌。
机利云层的遮蔽悄悄向志愿军机群接近。12团3队队长张积慧现机立即向带队长机报告，带队长机果断达战斗命令。张积慧僚机单志玉扔掉副油箱爬高，争取高度优势，准备攻击。在一程中，他却现己离了编队。是他一边追赶编队，一边搜寻敌机。
突，张积慧现八架机从右方云层中向己扑。张积慧提醒单志玉保持队形，做了右转升，机扑了空。张积慧单志玉顺势咬住了机长机。机企图逃，又是俯冲又是拉升，但无法摆。在一次炮未中目标的情况，张积慧在距机600米的距离三炮齐，几十炮弹喂给架机，将其击落在博川郡的一山坡。接着，张积慧在单志玉的配合又将另一架机击落。
张积慧并不知与他进行空中格斗的机长机由何人驾驶。空战结束，从机残骸中找一枚驾驶员证章，面刻着：“4联队334中队中队长乔治·A·戴维斯少校”。才知，张积慧是在与鼎鼎名的戴维斯较量。戴维斯在二次世界战中参加266次战斗飞行，飞行总间超3000，是被国空军高度推崇的所谓“百战不倦”的“特别勇敢善战”的“空中英雄”，著名的“王牌”飞行员。
国远东空军司令威兰中将在2月13日的一项特别声明中证实，戴维斯被击毙。他说，“是远东空军的一打击”，“是一悲惨的损失”。
1951年9月至1952年5月：志愿军已有九师十八团的歼击机部队两轰炸机师部队轮番参战，参战飞行员447名，战斗动680批，空战1602架次，击落机123架、击伤43架，击破军的“绞杀战”做了重贡献。