，中国空军第5大队飞行员阎海文在飞机被击毁后跳伞落至日军阵地附近，10余名日军将他包围。命其投降。他毫无惧色，用自卫手枪击毙5名日军士兵后，以最后一颗子弹自手牺牲。他是辽宁北镇人，起飞前曾说：“我是一流亡者，我要打回老家去，为东北3千万同胞复仇。”阎文海的忠烈行为，连敌人亦甚敬佩，日海军陆战队在大场附近为他建墓，墓碑上刻着“支那勇上之墓”。9月1日，日本大阪《每日新闻》刊登了该报驻上海特派员木材毅关于阎海文事迹的报道，并发出“中国已非昔日之支那”的感叹。10月间，日本东京还举办了“中国空军勇士阎海文之友展览会”、陈列了烈上的飞行服、降落伞、手枪等遗物。

    8月19日，第2大队去长江口外轰炸日舰时，分队长沈崇海、轰炸员陈锡钝驾驶的904号轰炸机，突然发生故障，机尾着火。当时，南汇仍在中国军队手中，迫降或跳伞均有生还希望，但他二人却操纵飞机从2000米高空向下冲击一艘敌舰，飞机与敌舰在爆炸声中一同沉入大海。

    19日当天，日本电讯侦破人员破译了中国空军的部分电报密码，从而掌握了中国空军各部队的主要动态。从此，中国空军在空战中陷于被动，8月20日，中国大本营下达的《国军作战指导计划》规定空军的任务是，“集中主力阶同陆军，先歼灭淞沪之敌（以敌舰及炮兵为主要目标）”。中国空军飞机的数量少于日军很多，而且消耗后无法补充，尽管勇敢机智地与日机周旋，击落敌机亦多于自身的损失，但沪宁上空的制空权仍逐渐向日军方面转移。在支援地面部队作战方面，未能起到重要作用。从8月14日开战至8月底，中国空军共出击67次，空战12次，击落日机61架，击中敌舰10艘，自身损失飞机27架。

    9月初，日军第3师团攻占上海军工路一带，解除了中国军队对公大纱厂日航空兵前进机场的威胁。9月10日，日海军第2联合航空队由大连转场至公大机场。中国空军的行动更加困难。整个9月，中国空军共出击46次，空战15次，击落敌机20架，击中敌舰船38艘，自身损失飞机36架。9月中旬，日本陆军在吴淞以西的王浜修建了前进机场。9月底，日本陆军第3飞行团开始进入王浜机场。华东方面日海军航空兵损耗的飞机，随时得以补充，淞沪上空的形势发生急剧变化，制空权完全被日军掌握。中国空军的飞机，已不能在白天出击，只能进行夜袭和担任南京城市及机场的防空任务。10月间，击落日机7架，自身损失25架。到10月22日止，原有的300余架作战飞机，仅余81架，其中还有不少是待修的。10月26日，日军向大场发动总攻时，动用150架飞机支援其地面部队作战，中国空军却无力突破日空中防线，支援中国的地面部队。

    11月12日，淞沪会战结束，中国军队撤出上海向南京转移。此时，中国空军可作战的飞机仅剩30架左右，基本上己不能再进行空战。