Пара Р-5 вылетела на задание. Как вспоминал участник этих событий Ф. П. Полынин:

В 1937 г. положение в Китае кардинально изменилось. 8 июля произошел «инциденту моста Лугоуцяо» (попросту говоря, перестрелка между китайскими и японскими патрулями), спровоцированный японцами и использованный ими как повод для начала полномасштабного вторжения. Оккупировав приморские провинции Китая, японцы быстро продвигаются в глубь страны. Китайская армия отступает, в небе безраздельно господствует японская авиация. Запад фактически отказывает Китаю в помощи. В этой отчаянной ситуации гоминьдан и коммунисты объявляют о прекращении гражданской войны и создании единого фронта для борьбы с захватчиками. Чан Кайши вновь обращается за помощью к Советскому Союзу. Сталин немедленно открывает Китаю кредит (в общей сложности на четверть миллиарда долларов) и дает «добро» на поставки вооружения.

Всего за два года СССР поставил в Китай 985 самолетов, 82 танка, более 1300 артиллерийских орудий, свыше 14 тыс. пулеметов, а также боеприпасы, оборудование и снаряжение, нефтепродукты и медикаменты. Большая часть вооружения шла по трассе Алма-Ата — Ланьчжоу через Синьцзян. Синьцзянский тракт стал «дорогой жизни» для Китая, его обслуживало до 5200 советских грузовиков ЗИС-2. Для перевозки людей и особо важных грузов была создана авиалиния.

В ноябре 1937 года в Китай прибывают первые советские летчики-добровольцы — и с ходу вступают в бой с японской авиацией.

21 ноября наши истребители без потерь сбили над Нанкином три вражеских самолета.

Столь же успешно действовали и советские бомбардировщики.

2 декабря девятка СБ под командованием М. Г. Мачина, вылетев с аэродрома под Нанкином, бомбила японские авиабазы около Шанхая, уничтожив на земле до 30 японских самолетов. В нашей группе потерь не было. Один поврежденный СБ дотянул до Ханьчжоу и там приземлился.

Вскоре эта же группа нанесла удар по японским кораблям на реке Янцзы. Советские источники упоминают о потопленном крейсере (а в мемуарах говорится даже об авианосце), но документально эти сведения не подтверждаются. Вероятно, летчики добросовестно заблуждались. (Не первый и не последний в военной истории случай — к примеру, в 1942 г. американские «летающие крепости» атаковали две японские подводные лодки, те погрузились, а янки доложили о потоплении двух тяжелых крейсеров.) Японские источники категорически отрицают любые безвозвратные потери своих боевых кораблей в Китае. Так что советские бомбардировщики, скорее всего, потопили на Янцзы транспортное судно.

После того как китайские войска оставили Нанкин, наши СБ стали регулярно бомбить «родной» аэродром под Нанкином, где теперь базировалась вражеская авиация.

Но наиболее сенсационным успехом советских бомбардировщиков стал налет на остров Тайвань 23 февраля 1938 г. 28 самолетов СБ под командованием капитана Полынина сбросили на расположенную здесь японскую авиабазу 280 бомб, уничтожив на летном поле до 40 самолетов. Японцы чувствовали себя на острове в полной безопасности, и бомбежка вызвала шок. Ни один истребитель не поднялся в воздух. Все СБ вернулись из боевого вылета невредимыми.

Целями для советских бомбардировщиков в Китае были не только аэродромы, но и мосты, железнодорожные станции, позиции японских войск. В феврале 1938 г. группа из 3 °CБ атаковала одну из крупных станций Пукоуской железной дороги — Тяньцзинь. Летчики разбомбили 3 эшелона. На следующей день 2 звена СБ нанесли удар по японцам, переправлявшимся через реку Хуанхэ. На плоты и лодки сбросили бомбы, а пехоту разогнали пулеметным огнем. Переправа была сорвана.

В конце марта 1938 г. капитану Полынину была поставлена задача разбомбить железнодорожный мост через Хуанхэ. До него надо было лететь более тысячи километров. Полынин принял решение на обратном пути сделать дозаправку в Сучжоу. Три восьмерки СБ благополучно добрались до цели, разбомбили железнодорожный мост, а заодно и соседний — понтонный.

Самый крупный воздушный бой за все время войны в Китае произошел над Уханем 29 апреля 1938 г., когда японцы в день рождения своего императора решили отомстить нашим летчикам за удары по Нанкину и Тайваню. С японской стороны в налете на Ухань участвовало 45 самолетов. В небе над городом их встретили 64 советских истребителя И-15 и И-16. По заранее разработанному плану И-15 связали боем японские истребители, а И-16 атаковали оставшиеся без прикрытия бомбардировщики. В получасовом воздушном бою были сбиты 11 вражеских истребителей и 10 бомбардировщиков, 50 членов японских экипажей погибли, двое, спустившись на парашютах, попали в плен. Защитники Уханя потеряли 12 самолетов и 5 летчиков. По рассказам очевидцев, после этого боя японцы в течение месяца не появлялись над Уханем.

В том же апреле 1938 г. японское правительство по дипломатическим каналом потребовало от СССР отозвать из Китая советских летчиков, тем самым косвенно признав высокую эффективность их действий. Требование это было категорически отвергнуто советским правительством. Нарком иностранных дел Литвинов официально заявил, что СССР вправе оказывать помощь любому иностранному государству и что «претензии японского правительства тем более непонятны, что, по уверению японских властей, в Китае нет сейчас войны, и Япония вовсе не воюет с Китаем, а то, что в Китае происходит, квалифицируется Японией лишь как «инцидент» более или менее случайный, не имеющий ничего общего с состоянием войны между двумя независимыми государствами».