日军航空兵对五省战区的轰炸还在继续，且轰炸的范围也在不断地扩大，并不仅仅局限于马铮所部的防区。
7月底，在对马铮所部的防区轰炸了大半个月之后，日军的战机将轰炸的范围扩大到了整个西北。
尤其是日本海空军的第22航空战队，直接对中国大后方的重庆、成都、梁平、天水、兰州等地，进行了大规模轰炸。
之所以要扩大轰炸范围，倒不是冈村宁次的意思，而是中国派遣军总司令部按照大本营的意图进行的，其主要目的就是为了练兵。
日本根据欧洲局势，为了在太平洋、东南亚地区，即将发动对英、法、美、荷兰等国的进攻，在1940年的11月15日，即决定对其海军的舰艇、航空部队进行战时编组。
1941年1月15日，将海空军原第1、第2、第3联合航空队等进行合编，专门成立由重轰炸机为主，以陆上机场为基地的片桐英吉中将之第11航空舰队。
该航空舰队下辖第21、第22、第23、第24航空战队，而从航空母舰上起飞的各种轻型作战飞机，则统一编成由南云忠一中将为司令长官的第1航空舰队。
日军为了削弱中国的抗战力量，动摇中国军民的抗战信心，使其担任远程作战的海空军重轰炸机部队得到实际锻炼，提高在太平洋等地的作战能力，故在其空军主力转至太平洋及东南亚之前，对中国大后方再次进行大轰炸。
再加上华北方面军的作战请求，所以大本营在7月下旬将第22航空战队调到了中国战场，并命令该战队从汉口的王家墩及宜昌机场和山西省南部的运城机场出击，对中国大后方进行连续轰炸，重点是西北的兰州地区机场。
第22航空战队司令松永贞市少将，将所属美幌海军航空队的37架重轰炸机、21架战斗机、12架运输机，部署于运城机场；将元山海军航空队的重轰炸机27架部署于王家墩，其它56架战斗机、5架侦察机则分别位于王家墩和宜昌基地。
7月21日，在运城的美幌航空队以“九六式”轰炸机攻击西安，给国军造成极大的损失。
仅仅隔了一天的时间，日军的战机就空袭了重庆，造成重庆军民1200人的伤亡。
而日军对马铮所部防区的轰炸更加的频繁了，在情报部门的配合下，日军战机不单单对大城市进行轰炸，现在连小县城也不放过。
面对日军的疯狂轰炸，马铮知道必须做出反击，不然的话，后果将极为严重。
还是那句话，想要对付日军的航空兵只能用空军，其他兵种都没有多少作用，即便是防空部队也一样。
只是自己的空军还只是一个概念，自然是指望不上了，所以马铮只能请求国民政府的帮助。
按照马铮的想法，日军经过这么长时间的轰炸，基本上摸清了五省战区的情况，知道他们除了少量的防空部队外，对付日军的战机并没有其它办法。
所以，现在轰炸五省战区防区的时候，日军的战机表现的很猖獗。
因此，马铮希望国民政府可以派出空军悄然进驻归绥或者是包头机场，然后趁着日军航空兵没有防备的情况下，伏击一下这帮狗东西。
马铮的这个请求很快就得到了重庆方面的回复，经过军委会再三斟酌，最终决定命令驻扎在兰州的空军第四路司令部所属的三个飞行中队前往塞北方面，配合马铮所部作战。
只是军委会也对此次作战做了特别的叮嘱，那就是空军可以配合马铮所部作战，但是马铮所部必须要保证空军作战时所需的一切物资保障，包括机场、油料等等。
对此，马铮当然不会拒绝，毕竟他的防区内有日军之前修建的5个机场。
这些机场虽然规模都不是很大，但是却依旧可以满足这几个飞行中队的作战需求。
当然了，由于之前担心这些机场被日军使用，所以马铮下令将机场的跑道给炸毁了，还需要一番休整才行。
随着马铮的命令，隶属于五省战区的直属工兵团以及各军分区的工兵部队立即开入各个机场，然后对这些机场进行秘密整修。
7月27日，归绥、包头、大同三个机场全部整修完毕，达到了作战要求。
紧接着，张家口机场、锡林浩特机场也修好了，随时可以投入使用。
随后，马铮将情况立即上报到军委会，并请求空军第四路司令部的人员和战机可以入场了。
7月29日傍晚，在与马铮所部沟通之后，隶属于国民党空军第4路司令部当即命令第21飞行中队、第24飞行中队以及苏军志愿飞行队悄然升空，然后飞往包头机场。
为了保密起见，这些战机悄然转场之后，立即将所有的战机全部停到早就修建好的隐蔽机库，静等战机。
当天晚上，马铮亲自赶赴包头，并在西部军分区的司令部里为这些中国空中健儿接风洗尘。
通过与带队的飞行第21中队中队长陈盛馨少校交谈，马铮才知道这支空军战队的基本情况。
第21中队拥有7架苏式n－15战斗机，第24中队拥有6架苏式n－16战斗机，而苏联志愿空军也仅仅只有7架n－15战斗机，整支航空战队所有的战机加起来也就20架。
在了解完情况后，马铮当即与陈盛馨以及苏联志愿空军飞行队长潘科夫中校进行了交流，决定采用守株待兔的战术，等待日军的轰炸机群自己送上门儿。
而对于中国空军四大队转场塞北的事情，日军是一点都不知道。
8月1日9时17分，马铮所部驻于天镇的守备部队，发现从东面飞来日机27架，编队向西飞去。
发现这一情况之后，守军部队随即以电话、电报向上级报告了这一情况。
位于包头的马铮一边命令地面部队继续监视日军的机群，一边则是命令四大队的飞行员全部登机，随时升空。
半个小时后，马铮再次接到了地面部队的汇报，日军战机没有致在归绥停留，而是继续向着西面飞去。
此时，马铮已经推断出来了，日军的目标就是包头城。
当下，马铮立即令第4驱逐大队的第21、第24中队，各派两架苏式战斗机升空警戒。
今天包头地区的天气为高卷云，水平与垂直能见度均较好。
包头地面指挥部根据集宁、归绥各处地面监视哨的连续报告，10时44分向包头城施放了防空警报。
10时57分，第4大队之21中队7架苏式n－15战斗机，11时02分苏联志愿空军7架n－15战斗，11时07分，第4大队24中队之6架苏式n－16战斗机，均听令相继起飞，包头空战进入倒计时。