1937年抗日战争全面爆发后，国民政府迁都重庆，云南成为抗战的后方基地。曲靖素有“滇东门户”之称，与贵州、广西接壤，战略地位十分重要。为适应抗战需要，抗战期间，国民政府除决定修筑叙昆铁路和叙昆公路外，还先后决定在陆良、沾益、会泽、罗平等地修建飞机场。
1938年3月，国民政府在在陆良母鸡山西侧风排坡构筑简易机场。1942年7月，由美国第14航空队第12工程处负责设计和施工监理，又在西桥南侧征用土地11000余亩，于9月建成长3000余米、宽100余米的飞机场跑道，先后共建成五条飞机跑道，是当时亚洲最大的军用机场。1943年5月竣工，正式投入运输和作战，主要承担中美空军联合“驼峰运输队”往返于印度加尔各答等机场“驼峰航线”的抗战军用物资运输任务，承担陈纳德“飞虎队”和中国空军的前线作战任务。美国援华的许多B-24、B-25战略轰炸机群和速度极快的单人驾驶的小型战斗机、双身战斗机以及三个头的中型轰炸机与大批运输机都集中在这里。
1944年，抗日战争进入反攻阶段，陆良飞机场曾日起降飞机达五百多架次，在执行前往两广沿海敌占区、以及被日军占领的越南、对日军军事设施进行攻击和迎击日寇敌机时，五架战机一起同时并行起飞，紧接着后面有五六十架飞机，一架架，一排排，形成了五路纵队，浩浩荡荡飞赴前线，威武壮观。为滇西抗战、黔桂空战创造了突出的战绩。陆良机场还设有国民政府交通部滇东部运输局驻陆良接待站，主要负责物资空运和人员接送任务。
沾益飞机场始建于1938年8月，共征用旧街子、大坟营、七家营一带土地3800多亩，建成长2000米、宽1200米的简易飞机场。1939年又继续扩建，再次征用土地1400亩，增加两条跑道和5个堰堤（机窝），兴建交通道、滑机道、围堤、防空壕、器材库、炮弹库、办公室等。1942年第三次扩建，机场设施不断完善，成为重要军事基地。1939年，该机场初具规模，国民政府航空委员会即在沾益城文庙内设立空军第四总站，隶属第五路军司令部。云南境内的沾益、陆良、罗平、寻甸、昭通和贵州境内的兴义、清镇等机场都归第四总站管辖。第四总站设立后，经多次调整充实，到1943年，已形成3室（站长办公室、指导员室、书记室）、6课（飞行课、通讯课、材料课、工程课、财政课、医务课）、3队（机械师队、汽车队、养场队）的完整建制。随着抗战形势的发展，美国援华空军也大批进驻沾益机场及第四总站所属分站机场。为做好服务工作，军事委员会又在沾益玉林山设立空军招待所（又名战地服务团）。
沾益飞机场建成后，首先是培训飞行员和运送官员。1939年，国民政府将航校初级班迁到沾益，用双翼福利特教练机进行教练，培训初级飞行员两个班。1940年夏，初级班调走，又调来一个中级班，使用单翼北美教练机教练。同年秋，蒋介石到曲靖，先乘飞机降落在沾益飞机场，后乘车到大营盘驻军处。1944年7月24日，国民政府新编三十八师副师长齐学启（湖南人）在缅甸抗击日军以身殉职，遗体由美国飞机运到沾益飞机场，并在曲靖三岔召开追悼会。1945年3月23日，蒋介石再次乘飞机来到沾益，然后乘汽车到曲靖，并召集远征军二百零七师及新六军官兵训话，即日飞抵昆明。
其次是中转军用物资及兵员。1942年，美国陆军及航空队2000余人先后抵达沾益，分驻沾益、曲靖。美国空军的两个中队80余架飞机（最多时达120余架）进驻沾益飞机场，再往返印度、缅甸运送军队和物资。1944年11月底，黔桂战局恶化，日军占领贵州独山，贵阳危急，国民革命军胡宗南部七十军从西安、中国远征军新编第六军廖耀湘部、美英盟国军队由缅甸纷纷空运至沾益增援。1945年6月，远征军新一军孙立人部先后由缅甸运抵沾益。当时美国空运到沾益的大批援华物资，由于数量庞大，除被服等入库外，其他军用物资几乎都是露天堆放。北到九孔桥，西到陆家寺和飞机场周围堆放的军用物资，都由中国和美国宪兵日夜巡查。为将空运到沾益的军队和物资转运到外地，除空运和铁路运输外，当时在沾益还驻有辎汽十团、十二团和十八团。
沾益飞机场的另一个重要作用是对日空战。1943年3月，美国第十四航空队成立，有两个轰炸机大队和两个驱逐机大队共120余架飞机进驻沾益飞机场，配合陆良、寻甸、昆明等地机场的飞机，轮流起飞轰炸日本在越南等地的军事目标和对日机空战。1944年秋，中国空军将领毛邦初率轰炸机、驱逐机共80余架先后在沾益机场降落，补充汽油、燃料后飞往越南等地作战。
1939年，国民政府在会泽县金钟土城附近征地1300亩，建成1800余米的跑道一条，作为预备兵站飞机场。会泽飞机场建成后，有机械师9人、地勤人员40余人，曾停留过复力提型号飞机。同年，为隐藏飞机免遭日机轰炸，在会泽鸡咀坪又征地1000余亩，辟为预备机场，属空军119站。机场建成后，教练机由昆明早出晚归。1945年抗战胜利，119站撤销，机场停止。1957年改为农场，现为县良种场，服务于农业生产。
罗平飞机场始建于1943年，在罗雄街道征地2000余亩，征集民工15000名，赶工抢修，40天就基本完成机场建设，建成长1500米的跑道两条。罗平飞机场是美空军第十四航空队的前线作战机场，主要负责滇南抗日作战空运任务。修好后不久，即迎来抗战胜利，机场也随之荒废。
抗战期间，除在曲靖修建多个飞机场外，还在沾益等地建立陆军总司令部后方勤务司令部第二总库、第九十二军军械库沾益分库等军事设施。第九十六军医院、陆军后方第三十三医院、中国空军修理第三所、中国航空第八转运站等也先后迁驻曲靖和沾益。1944年3月，还于沾益修建中印输油管。该输油管道由印度经缅甸，再入云南的高黎贡山、怒江、澜沧江、保山、大理、昆明等地进入曲靖地区，终点在沾益城南面玉林山，管道全长2900公里，由中美工兵共同修建，1945年6月投入使用，日均输油600吨，每月向中国输油1800吨，至1946年1月停止输油，7个月共向中国输送汽油、柴油、润滑油共10万余吨。
曲靖在抗战中修建飞机场4个，全部由云南省政府下令各县限期完成，不给经费，不给补偿，包括占地、迁坟、拆房、招工等等。凡被占用的土地、迁移的坟墓、拆除的房屋、招用的民工，全部被迫无偿使用。曲靖人民为此付出了巨大的代价和艰辛的汗水，也创造了许多建设史上的奇迹。
抗战中，陆良飞机场和沾益飞机场的中国空军，与美国空军、“飞虎队” 并肩作战，在滇西抗战、黔桂空战中创造了突出的战绩，给日本侵略者以沉重打击，为中国抗战和世界反法西斯战争的胜利作出了突出的贡献。
