1950年11月，在莫斯科郊外的一个机场上，一队从全苏空军各部队中挑选出来的战斗机飞行员整装待发。他们将去执行一项秘密行动--与中国人民志愿军空军一道并肩作战，抗击侵朝的美国空军。这支苏联空军共有约3个飞行师的兵力，全部驻扎在中朝边界的中方一侧，作战行动直接听命于莫斯科。为保守秘密，这支苏联空军人员一律换上了中国人民志愿军军服，配戴志愿军的徽章、符号，入境时清除了人员身上可能暴露苏联军人身份的一切物品，全部作战飞机和地勤车辆改涂上志愿军空军的标志。经过这样的改头换面，这支部队除了一副无法改变的俄国人的面孔外，其它与志愿军空军毫无二致。
斯大林赋予这支空军的任务是配合中朝地面部队进行中小规模的空战，主要是在朝鲜北部空域巡逻、截击美机，阻止其对后方桥梁、机场的破坏，保障从中国到朝鲜的运输线的畅通。所以，苏军每次出动，飞机数量均控制在30架左右，以避免和美机发生大规模空战，在战术上也多以截击、伏击为主。苏联参战的飞机是米格--15，这是苏联第一种全金属结构的喷气式歼击机，也是当时世界上最先进的战斗机之一。在抗美援朝期间，该机还是中国人民志愿军空军的主力歼击机。米格--15最高时速可达1050公里，高度15000米，带有3门机炮和200发炮弹，在朝鲜战争中以其优异的飞行性能使美军吃尽了苦头，为此美军曾经悬赏100万美元想要得到一架米格--15型飞机。
像今日美国飞机在伊拉克、南联盟领空上一样，当年的美国人也曾在朝鲜战争初期把自己当成了朝鲜上空的主人。美军轰炸机在执行轰炸任务时不需要战斗机护航，而美军的喷气式战斗机则肆意追射道路上的车辆和行人。志愿军初入朝鲜时的1300多辆汽车，20天内即被美军飞机炸毁600余辆，给我方后勤补给造成了很大的困难。因此，苏军到达战区后，便立即与中朝空军一道投入了战斗。
在开始几天的空战中，由于莫斯科担心苏联飞行员被对方击落俘虏而暴露身份，因而制定了一系列的禁令：不准在海面上空飞行；不准进入距离战线60英里以外的敌占区；不准攻击美国海军舰只；不准追击被击伤的和油料即将耗尽的敌机。最令飞行员感到头痛的是不准在飞行中说俄语。为此他们每人领到一张卡片，上面是一些注有俄语读音的汉语和朝鲜语的飞行常用语。这些禁令严重妨碍了他们战斗力的充分发挥，以致在空战中屡屡吃亏。因此，在一、两个星期以后，飞行员们就不再理睬这些禁令了，他们根据战场上的实际情况做了自己认为需要做的一切，最后，莫斯科也只得默认了飞行员的做法。
1951年初，美空军开始对朝鲜纵深实施大规模的空袭。苏联飞行员每天都频繁起飞，全力出击，和志愿军空军相互配合，在朝鲜北部、西北部空域与美机发生激烈交战。1月21日，美军出动50多架喷气式战斗机企图袭击位于安东机场的苏联空军某团，苏联飞行员在团长帕什科维奇上校的带领下，驾机直接从飞机掩体强行起飞，与美机在空中展开格斗。那天全团一举击落敌机11架，而自己则无一损失，取得了空战的全胜。
最激烈的一次空战发生在鸭绿江朝鲜一侧西北上空。在高空伏击的36架苏联米格机突然从云层中扑向正在飞行的40多架美军轰炸机编队，顷刻之间就击落、击伤美机15架。激战中，由于双方距离太近，飞行员们连对方的面孔都看得一清二楚。这一天被美国空军官员称为是"最黑暗的一日"。
在朝鲜的苏联飞行员大都参加过第二次世界大战，有许多人获得过"苏联英雄"称号，如"苏联英雄"、王牌飞行员克拉马连科少校在一次空战中，被以美军上校联队长为首的3架飞机夹击，他连续做了几十个螺旋滚转和极限过载筋斗，摆脱了困境，并利用一次筋斗的有利位置抓住机会开火，将美军上校的座机打得凌空爆炸。王牌飞机员佩利亚耶夫上校在朝鲜不仅创下了一人击落美机23架的最高纪录，而且将一架美军最新型的F--86喷气战斗机击伤迫降，成为苏联在朝鲜战场上获得的最珍贵的战利品。据战后苏联方面的统计，苏军飞行员在朝鲜上空共击落美机约1300架，苏军则损失飞机345架，约200多名飞行员在战斗中阵亡。
苏空军赴朝以后，尽管莫斯科采取了各种措施隐瞒真相，但很快美国就从各方汇集而来的情报中获悉了苏军参战的事实。美军飞行员在空战中发现；他们在无线电里听见俄语对话；有时候透过对方的机舱窗口或者在降落伞的下面看到白人的面孔。后来成为宇航员的约翰·格兰说：他清楚地知道在同俄国人作战，而当局不仅知道米格飞机里有苏联人，而且还知道苏联飞行员所受到的种种限制。然而，令人惊奇的是，对于这种可能引起大规模世界冲突的美苏两国间的直接交锋，双方都秘而不宣，并以高度机密严加保护长达40年之久。事情何以如此呢？
其根本原因就在于，美苏两国当时都不愿意就此引发大规模的正面冲突而导致战争升级。当时，在美国国会及公众中有一股强烈要求对苏宣战的情绪，如果让他们知道有1000多名美国飞行员是被苏联人直接打下来的，那么这股情绪很可能使政府无法控制。美国总统艾森豪威尔的一位高级助手尼茨曾说："如果我们公布事实的话，公众就会指望我们对此采取行动，而我们在这场战斗中最不愿意做的事就是与苏联的冲突扩大到这么严重的地步。"事实上，当时美国在欧洲仅有150架作战飞机，不足一个师的兵力，要想具备与苏联打一场全面战争的力量，至少要有2--3年的准备时间。因此，美国政府只能"哑巴吃黄连"了。
从苏联方面来说，斯大林当时也不愿在二战刚结束不久就和美国发生战争。苏联在二战中损失惨重，承受了巨大的破坏和牺牲，急需一段和平时期休养生息，振兴国力。但斯大林又不愿坐视美国在远东扩张势力，因此，他只能以秘密的方式出兵。美苏之间的这种"默契"，使这一历史真相被隐瞒了40余年。
