在台儿庄战役期间，广西空军多次飞越台儿庄上空助战，轰炸、扫射枣庄、峄县、临沂等地的日军，杀伤日军并鼓舞了我方士气。
他们还在河南归德上空与日机发生两次大规模空战，重创日本空军，但自身也遭受重大损失，飞行员何信、莫休、李膺勋、梁志航、林佐等壮烈殉国。当时中国制空权在日本空军手中，桂系空军如此作战难能可贵，甚至让日本空军开始流行“中国不可征服论”了。
广西空军英雄 何信上尉
七七事变后，桂系积极响应抗战，其空军参与到徐州会战。尽管中国空军整体相对于日本空军力量薄弱，但桂系空军凭借有限装备和人员积极投入战斗，成为徐州会战中的重要参战力量。
从战略意义上看，在局部战场支援方面，新桂系空军在台儿庄战役中打乱日军军事部署，为胜利创造条件；归德空战中展现顽强抵抗决心，鼓舞整个会战的士气。
在对日军心理影响方面，让日军认识到中国空军顽强抵抗意志，冲击日军心理，为中国军队增添心理优势。
与淞沪会战空军对比，力量对比上双方都处于劣势，但徐州会战中桂系空军在局部作战顽强抵抗；作战成果方面，淞沪会战因力量悬殊战果有限，徐州会战中，桂系空军重创日军且对台儿庄战役胜利起推动作用。
与武汉会战空军对比，徐州会战空军作战规模小且为局部作战力量，武汉会战空军作战规模大且关系华中战略布局，徐州会战中，桂系空军作战主要为徐州周边战斗创造条件。
桂系空军对战役本身影响重大，在台儿庄战役直接杀伤日军、打乱进攻节奏，在徐州会战其他战斗威慑日军；空战英勇表现和空中支援鼓舞中国军队士气。
对战局和后续战争而言，其作战与地面部队配合抵御日军，延缓日军进攻速度、打乱作战计划；空军取得的成果也增加了中国军队后续抗战的信心，增强民众对抗战胜利的期望。
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