武汉即将陷入一场旷日持久的激战之中，趁敌我双方都在华中调兵遣将准备会战之时，让我们把目光转向西北方向来。
日本人的间谍情报网不可小觑。
自中日全面战争爆发以来，日本人对苏联政府援华抗日的行动既惊恐不安，又恨之入骨，在无可奈何的境况下，他们想方设法动用各地的间谍情报网，基本摸清了苏联政府对中国援助的规模、援助的方式、援助的途径等——于是，日本华中方面军司令部决定，要对苏联援华行动实施大规模报复。
首先，他们选定的报复目标就是苏联援华的大本营——兰州。
兰州，接近中国版图的几何中心，是西北地区重要的交通枢纽。据说，当年孙中山先生曾经主张“建都”于此。而今，由于苏联援华大通道的开通，从苏联阿拉木图和外贝加尔前来的飞机、人员分别经新疆和蒙古抵达兰州，在此编组分遣到全国各地战场。如此，苏联在兰州设立了外交代表处、军事代表处和空军招待所。同时，这里除了扩建和新修了4个机场外，还建有苏制飞机训练基地和修理总厂，苏联军事人员在此训练中国空地人员，以使他们尽快地掌握飞机的驾驶、装配、维护等技能——因此，兰州实际上已成为了苏联援华人员和武器的集散地，成为培训中国飞行人员和地勤人员的一个中心，具有十分重要的战略地位。
日本人获取这些情报后，兰州自然成为了他们的眼中钉肉中刺，他们处心积虑，早就想拔之而后快。
《中国空军抗日战史》有这样的文字记载：
随着华北、华中大片国土的沦陷，兰州成为了日寇空袭破坏的重要目标。据不完全统计，从1937年11月5日至1943年10月4日近6年时间里，共有1487架次日军侵入甘肃领空，实施侦察、轰炸、空战等，其中入侵兰州的日机多达1100架次，造成重大的人员和财产损失。据国民党甘肃省政府1947年不完全统计，共伤亡1343人，其中死亡663人，经济损失达46.47亿元（按银元计算）。
1937年11月5日，日机7架首次轰炸兰州，在兰州拱星墩机场投弹20余枚离去，从此开始了对兰州的大轰炸。
12月4日，日本海军木更津航空队11架96式飞机在管久少佐率领下，从北平南苑机场起飞，经由五台、南县、银川、靖远，到达兰州拱星墩机场轰炸。苏联和中国空军驾驶N16战斗机迎战，高炮也开火进行阻截，揭开了兰州上空保卫战的第一页。敌机投弹9枚，炸死我军民2人、伤4人，被我N16战斗机攻击一番后逃走。
日机袭击兰州时，通常由山西运城起飞后西行，经陕西大荔、铜川再进入甘肃泾川、平凉、静宁而抵兰州，直线航程约750千米，但因日机按地标航行，或故意在其它城市盘旋，所以航程往往多在1500千米以上，这让我方有充分的准备时间升空作战。
为了保卫兰州，这里发生了无数次激烈的空战……
在苏联空军志愿队员的卡拉索夫的日记里，曾记载了这样一次空战的情形：
连日来，日本人的飞机连续不断地偷袭兰州。这些日机像黄昏时的蝙蝠一样，行踪诡秘得很，他们似乎知道我们的战斗机、高射火炮在随时恭候着他们的到来。他们从北平、运城或其它基地起飞后，有时只是在空中盘旋，然后突然转变航向，或而偷袭西安，或而偷袭平凉，或而突然袭向兰州。他们偷偷摸摸地来，炸了就跑。第一波炸完，紧接着又开始第二波、第三波的轰炸。
我们作为专门担任兰州防空任务的部队，由于地面的防空预警系统问题，有时我们还没有得到警报，敌机就已在我们保卫目标的上空出现；有时我们在空中巡逻，直到发现敌人向地面目标投弹激起的烟尘，向他们发动攻击时，敌人往往逃之夭夭——这对我们来说，简直是莫大的耻辱，真的太憋气了！
什么时候才能狠狠打击一下日本人的嚣张气焰呢？天气一天比一天冷了，不时还下起了大雪。虽然驻守在兰州的我们和中国空军随时都在等待敌人的到来，可他们却偏偏不来了。
2月18日，这是中国农历大年三十。这一天，兰州上空飘起了雪花。还是这一天，日本人的第98战队3架重型轰炸机对延安抗日军政大学和市区进行了轰炸，但就是没到兰州来……
卡拉索夫记叙道：2月19日，这是中国人的传统节日——春节。但，这个节日过得很压抑很沉闷。在战火中的中国人，他们说“国破山河碎”，根本没有心思过什么节日。全体空军将士在这一天早晨，集体唱起了《我的家在东北松花江上》的歌曲。凄凉悲伤的歌曲，让卡拉索夫听起来，那曲调有些像他们苏联歌曲《三套车》。他看到，有的战士唱着唱着就流下了眼泪。这些战士求战心切，都恨不得能早日打回老家去，一雪前耻。在大年初一这一天，中国空军将士都没休息，是在严格的训练中度过节日的。
不过，机会终于到来了！
2月20日，在农历大年初二这一天，日军98战队的8架轰炸机在服部武士大佐的率领下，首先从运城机场起飞，准备袭击兰州西面的西古城机场。不久，第60战队由田中友道大佐率领的12架97式重型轰炸机、第12战队沙岛庆吾少佐率领的9架伊式轰炸机也从运城起飞，一共有29架轰炸机经由静宁从西北方向绕行，于14：50左右飞抵兰州上空。
由于这次中国空军指挥部得到准确情报，在新年的第一次警报声中，14：10，苏联空军志愿队在耶列布琴科大队长率领下，14架N16战斗机迅速升空，占据高空优势；紧接着中国空军的15架战斗机也迅速升空到达4000米高度盘旋，等待敌人的到来。
卡拉索夫继续记载道：
14：50，我首先发现敌人的9架飞机由西北方向经黄河大桥上空偷袭兰州机场，高度约3000米，正位于我们9架飞机下方。在此恭候多时的中苏机群唯恐落后，立即蜂拥而上，一番猛射，敌机群措手不及，纷纷中弹。
当我们第二次再攻击时，由日方飞行员二井卓、松尾原重驾驶的飞机当即坠落于贺兰山上。过了几分钟，我见左前方另一架飞机也冒着黑烟脱离了编队。日本人借以密集交叉火力自卫的编队，就这样不堪一击地被破解了。苏中飞行员见此情形，士气大振，怀着满腔怒火，继续加紧猛烈攻击，敌98战队终于溃散，分头逃窜，我方战斗机便分头追击。
在击溃了敌98战队之后，后续的日机第60战队于15：05由西窜入兰州机场，我机群因追逐第一批敌机，未能来得及对其攻击。15：15，日本第12战队9架飞机由西窜抵机场，我队与中国空军再次对其进行了攻击，给敌以重创。
这次空战，共击落敌机9架，其中我大队击落敌机5架，中国空军击落敌机4架（1架为白塔山地面高射炮击落）。在击落的日机中，遭到集中攻击的98战队被击落3架，其余返航者也全部中弹，据说最多者中弹54发；第60战队的飞机也有4架被击伤。这些飞机中有3架当场坠毁于机场东南角的马家山上，另有数架坠落于榆中县山区中。
这次空战，打退了日本人的猖狂进攻，打击了他们的嚣张气焰，真是扬眉吐气。这次空战，苏中空军几乎没有损失，我队仅损失1架飞机，驾驶员伊宁诺夫跳伞生还……
作者查遍所有资料，却发现了日本方面有这样一则让人啼笑皆非的战报：这次空战，日本人或是想提振士气，或是想糊弄上司，他们虽承认有13名飞行员当场战死，却不承认自己的失败。他们打肿脸充胖子，无限夸大自己的战绩，在上报的战报中，称此役共击落苏制飞机36架——如此的战绩，超过了当日我方起飞飞机的总和！
日方第1飞行团根据这一虚假的战果进行分析，在进行战斗讲评时，虽然3个飞行大队的日本飞行员都称：“‘支那’空军战斗意志旺盛，射击技术精良。”但日方的寺仓正三少将却对飞行员的这些话充耳不闻，还认为仅凭轰炸机自身的火力就足以进行自卫，而且还能够“大量杀伤中苏飞机”，并判定“兰州防空力量已经瓦解，中国方面已经没有足够的力量对我阻拦。”因为根据先前他们得到的情报，兰州地区只有60架左右的苏制飞机，此役一举就“歼灭”了36架，已经超过半数，那么只要再来一次轰炸，便可将中苏空军全部摧毁！
日本指挥官在这种狂妄的战略思想指导下，立即着手发起了第3次轰炸，并将轰炸重点从机场转向市中心的军政公署——骄兵必败。这就更使他们犯了轻敌的致命错误，甚至连首先击破我空军抵抗、扫清轰炸障碍、摧毁3个机场这事关我兰州空防和接收苏联军援的战略目标也不放在眼里——难怪，他们最终在兰州的屡次空袭中，会遭受一而再、再而三失败的命运了。