当时报纸关于兰州空战的报道
兰州空战击落的日本飞机
只要看一看兰州在中国版图上的位置，就会明白这座城市对于抗战中的中国空军所具有的战略意义。甘肃的省会处在中国大地中线偏北的位置，是抗战大后方的一部分，距离敌后和正面战场都不是非常遥远。这个西北地区的交通重镇，是苏联援华战略物资的理想集散地。从苏联阿拉木图和外贝加尔飞往中国的飞机，在兰州加油和检查，然后飞往各地，比较方便。苏联在兰州设立了外交代表处、军事代表处和空军招待所，还驻扎了苏联空军志愿队的一个战斗机中队。
中国空军在兰州开设了基地和训练中心，设立了第四路司令部，也称兰州空军司令部，统一指挥和协调西北地区的防空作战。地勤补给系统在兰州设立了空军第七总站，又称兰州机场总站，下辖兰州拱星墩机场、东古城机场、西京城机场、中川机场和临洮机场。此外，还设立了空军第三工厂，负责修理各式飞机。
1938年冬天，中国空军总队从四川的梁山迁到兰州西京城，负责整训空军的各支战斗机队，同时换装和补充飞机。1939年初，中国空军驻防兰州的有第十五中队和第十七中队。担任防空任务的是中央防空学校炮兵团的一个营，驻防拱星敦和白塔山等机场，配备了四门射程约为五千米的苏制大口径高射炮，六门射程约为两千米的德制苏罗通高射炮，以及三十多挺高射机枪。这些高射武器构成严密的对空火力网，配合空军保卫兰州。
日军非常明白兰州对于中国空军的重要性，在卢沟桥事变后不到四个月就开始空袭兰州。1937年11月5日，七架日机在兰州东郊的拱星敦机场投下几枚炸弹，然后离去。12月4日上午7点半，日军管久少佐率领十一架飞机从北平南苑机场起飞，经由山西、陕西和宁夏，转道靖远，飞到兰州上空，往拱星敦机场投下九枚炸弹，炸死中国军民两人，炸伤四人。中国空军的苏制И-16战斗机队起飞迎战，高射炮开炮阻截，揭开了兰州上空保卫战的第一页。两天后，中国战斗机队在甘草店上空将来犯的七架日机赶走。
日军轰炸兰州的企图十分迫切，日机空袭兰州次数密集，机数逐次增多。第二年1月21日，五架日机空袭兰州，2月20日，十八架日机空袭兰州，23日，三十六架日机空袭兰州。中苏空军奋力阻击，地面炮火交叉射击，日军轰炸兰州的目的无法得逞。这一年11月15日，日军驻包头的第十二重型轰炸机队，在拂晓出动五架轰炸机空袭兰州，又遭到中国空军和高射炮部队的有力阻截。日军感到很难突破兰州地区的对空防护。
日军不相信有自己办不到的事情，下决心要摧毁兰州的中国空军力量。1939年1月底，他们把陆军第一飞行团调到山西运城。为了隐蔽攻击兰州的企图，这个飞行团于2月6日派出服部武士的第九十八机队轰炸洛阳，田中友道的第六十机队轰炸西安。这两个机队在9日又轰炸了宝鸡市西北约一百三十公里的平凉等地。
