1924年1月國共建立合作,孫中山在蘇聯幫助下,在廣州黃埔建立陸軍軍官學校,即黃埔軍校;同年7月,又在廣州建立廣東航空學校。直到1936年解散,廣東航空學校12年間,總共招7期學員,培養了425名飛行員。廣東航空學校,也為北伐戰爭培養一批航空人員。
1926年7月,國民革命軍誓師北伐,國民政府將航空局改為航空處,隸屬國民革命軍總司令部。航空處下轄北伐航空隊,由林偉成任隊長,裝備13架「德哈維蘭」(de Havilland),這些飛機機身上都標有「中山」二字,被稱為「中山」號飛機。此外,還裝備有1架「容克」水上飛機。這些「中山」號飛機中,有一架是以宋慶齡的名字命名。
1923年6月,航空局所屬的飛機製造廠,製造首架仿製美國「金尼」式飛機的陸上雙翼教練機,孫中山和夫人宋慶齡都有參加試飛儀式。飛機有兩個座位,除飛行員,還可再乘坐一人,當試飛時,孫中山問大家:「在場的諸君,誰願登機試飛?」當時,飛行剛剛起步,安全性不高,參加飛行要有一定的膽量,孫中山說完後,全場肅靜,無人應聲。
就在這時,年僅30歲的宋慶齡出人意料地說:「我願意試飛」。就這樣,民國王牌飛行員黃光銳,帶著宋慶齡在天上盤旋幾圈,飛行表演後安全著陸。
為了表示對宋慶齡的勇敢,大家提議用她在美國讀書時用的英文名字Rosamond的譯音,來命名這架飛機。最終此機命名為「樂士文第一號」。由於宋慶齡的表現,令到不懂得駕駛飛機的她,在中國早期航空史上,與兩位女機師朱慕菲和張瑞芬,並列為「航空三女傑」。「樂士文第一號」其後正式編入中山航空隊,參加了北伐作戰。
北伐航空隊在配合北伐陸軍攻打湖南、湖北、山西等地的作戰中發揮重要作用。北伐軍攻克武漢後,國民革命政府由廣州遷往武漢,並在武漢成立航空處,下轄兩個航空隊。北伐軍再攻克上海,蔣介石在上海成立國民革命軍東路軍航空司令部,下轄兩個航空隊,裝備有10餘架飛機。攻克南京後,蔣介石又成立國民革命軍航空隊。
「四一二事件」發生後,蔣介石在南京成立國民政府,與武漢國民政府對峙,武漢北伐航空處的航空隊分化,航空處和航空隊的重要人物都先後離開武漢去了南京,武漢航空隊已無法繼續組織北伐作戰。
1927年8年寧漢合流,國民革命軍總司令部航空處改組為國民政府軍事委員會航空處。下轄兩個航空隊,有10多架飛機,航空隊參加西征討伐唐生智和渡江北伐等戰,多次執行空中偵察、投撒傳單和投彈轟炸等任務。直到1928年6月,北伐軍攻克北京,結束北洋政府的統治,北伐航空隊的任務也到此結束。
北伐戰爭結束後,孫中山創建的航空隊四分五裂,直到1937年全面抗戰開始,各派航空力量才統一,共同抗日。