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北京军区空军长期担负首都和华北地区防空作战任务，军区空军机关及部分部队先后参加了抗美援朝战争、支援东南沿海地区作战等。1951年7月，华北军区空军司令员徐德操率机关人员及通信分队赴辽西省开原（今[[辽宁|辽宁省]]开原市），与中南军区空军机关抽调的人员共同组建中朝空军联合冲击机指挥所，同年12月撤销。1953年5月，华北军区空军司令员段苏权、政治委员漆远渥率机关人员707人赴辽东省安东（今辽宁省[[丹东市]]），参加中朝空军联合司令部指挥所值班，同年9月底归建。空军第十四师、第十七师先后参加抗美援朝战争，击落以美军为首的“联合国军”飞机33架、击伤5架。在国土防空作战中，北京军区空军部队多次击落入侵中国的美国无人驾驶高空侦察机和台湾当局入侵大陆的侦察、袭扰[[飞机]]。1958年10月10日，空军第十四师飞行员杜凤瑞在入闽轮战中，击落[[台湾]]当局[[中华民国]]空军[[F-86]]型飞机1架，头部负重伤后又击落敌机1架。1984年3月及1987年10月，北京军区空军所属地空导弹兵部队在入桂轮战中，击落、击伤越南空军入侵中国广西地区的米格-21型飞机各1架。北京军区空军部队还先后参加过华北地区军事演习、首都国庆[[阅兵]]等，并参加了[[唐山大地震]]、张北地震抗震救灾，黄河炸凌防洪、冰上抢险等。空军八一飞行表演队先后为近百个国家和地区的代表团进行过特技飞行表演。