1950年2月6日，上海市区，国民党空军的大规模轰炸让刚刚恢复秩序的城市再次陷入震动。飞机掠过屋顶，炸弹落向发电厂，工厂、民房和交通设施受到严重破坏。对上海而言，这不只是一次空袭，更是新中国成立初期必须直面的现实考验。
上海解放于1949年5月27日。由于战事部署周密，城市主要工业设施得以保存，这座拥有完整工业基础和港口条件的大城市，很快承担起恢复经济的重要任务。国民党军队退守台湾后，仍控制着舟山群岛等沿海据点，岱山机场也成为其空袭上海的重要依托。
从1949年11月到1950年2月，国民党空军多次对上海实施轰炸和袭扰。2月6日的行动破坏性最大，发电设备遭到重创，城市电力供应骤降，许多区域停水停电。军民伤亡和房屋损毁都十分严重，上海的生产秩序几乎被迫按下暂停键。
那时的人民空军尚处在起步阶段。空军领导机构成立不久，航校正在筹建，能够投入作战的飞机和飞行员极为有限。上海距离北京较远，解放军在当地主要依靠高射炮、警戒部队和有限的航空力量进行防御，面对从海上方向突然来袭的敌机，确实缺少有效拦截手段。
紧急情况很快传到中央。2月8日，两个高射炮团奉命调往上海，加强城市防空。与此同时，中国方面向苏联提出援助请求，希望借助苏联在防空作战和航空技术方面的经验，尽快建立一套能够覆盖上海的空中防御体系。
苏联方面随后决定派出防空航空部队。2月中下旬，苏军人员、飞机和地面装备陆续抵达中国，规模约三千五百人。部队携带了拉十一战斗机、米格十五喷气式战斗机以及图二轰炸机、伊尔十强击机等装备，部署重点放在上海及其周边机场。
上海方面也在争分夺秒。江湾、大场、龙华等机场加紧修建，机场跑道、机库、通信设施和油料保障都需要迅速完善。数万名官兵和民工投入施工，许多人白天黑夜连续作业。有人问：“机场还来得及修好吗？”得到的回答很直接：“飞机到之前，必须能起飞。”
这场防空战的关键，不只是飞机性能，更在于能否及时发现目标。自1950年3月起，苏军雷达部队在上海周边布置雷达站，配合探照灯部队和解放军地面警戒力量，逐步形成了预警、指挥、拦截和地面射击相互衔接的防空体系。过去只能被动挨打的局面，开始发生变化。
3月中旬，苏军航空部队转场过程中，国民党空军曾出动飞机进行袭扰。苏军战斗机迅速升空应对，双方发生交战。随后，国民党空军派出侦察和轰炸机接近相关机场，也遭到拦截。这几次交锋说明，苏军飞行员具备较丰富的作战经验，而米格十五等喷气式战斗机在速度和爬升性能方面占有明显优势。
3月23日，国民党飞机进入上海上空实施攻击，苏军战斗机升空迎战，击落一架国民党空军的战斗机。4月2日，国民党空军再次派出飞机轰炸、扫射，苏军又击落一架，并重创另一架。连续失利后，国民党空军不得不重新估计上海上空的防御强度。
夜间作战更能体现双方差距。5月11日，国民党空军出动重型轰炸机，分批接近上海。苏军夜战经验并非十分充足，但在地面雷达、高射炮和探照灯协同下，仍击落一架轰炸机。上海市民从炮火声中听到的，已经不是单方面轰炸，而是防空部队对来袭飞机展开了有组织的反击。
需要说明的是，苏联部队并没有长期留驻上海作战。随着海南岛解放、舟山群岛被国民党军放弃，国民党空军失去了接近上海的前进基地，继续实施大规模轰炸的条件明显减弱。1950年下半年，苏军防空航空部队逐步完成任务，随后撤离上海。
撤离前，苏军将部分飞机、装备和技术资料移交给中国，并对人民空军飞行员、地勤人员和指挥人员进行训练。上海防空作战持续时间并不算长，却让新生的人民空军第一次在重要城市上空接受了实战检验。国民党空军曾凭借基地和经验占据主动，苏军抵达后则依靠雷达预警、喷气式战斗机和地面火力迅速扭转战局，上海上空的攻守关系由此改变。
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