1948年4月，安東軍區獨立第1、2、3團、警衛團及本溪保安團一部為基礎成立東北人民解放軍獨立第3師，歸安東軍區指揮。1948年11月改稱中國人民解放軍第165師。師長陳金鈺，代政治委員蘇啟勝。1949年5月,改為平津衛戍司令部獨立第208師，下轄第622、623、624。
1950年11月25日,空軍混成第4旅第11團及接收第3、4航校速成班30名學員，、第五航校第1期甲班提前畢業的30名飛行學員和原混成第4旅第10團留上海的地勤人員，以華北軍區獨立208師師部及所屬的步兵第624團團部基礎，在上海龍華機場組建空2旅。以華北獨立208師師部組建旅部。不久改編為空2師。首任師長劉善本，政委張百春。[1]。
1952年8月1日，以空軍第2師和陸軍抽調幹部合編正式成立中國人民志願軍空軍第二軍，一部分人組成空軍聯合司令部輔助指揮所，第三、四、六師屬空軍第二軍建制，但當時由空軍聯合司令部直接指揮。成立時，第二任軍長王德貴，副軍長兼參謀長高厚良，副政治委員張百春，政治部主任李荊山，副參謀長黃魯。1952年11月起，空軍第二軍負責領導與指揮空軍聯合司令部二線部隊。1953年1月前，指揮第四、六、十八師；1953年1月後，指揮第三、四、十八師；1953年3月後，指揮第三、十二師、第九師第二十七團，朝鮮人民軍空軍第一師及第三師第六十一團[2]。
回國後，1953年12月中國人民解放軍空軍第二軍劃歸東北軍區空軍建制。1955年5月6日，劃歸瀋陽軍區空軍建制。1985年百萬大裁軍中，1985年8月23日空軍第二軍軍部撤銷。
- 軍長
- 段蘇權（1951年10月—1952年4月）
- 王德貴 少將（1952年5月—1956年6月）
- 方子翼 少將（1956年6月—1959年4月）
- 方槐 少將（1959年4月—1966年3月3日）
- 鄒炎 少將（1966年3月3日—1969年3月1日）
- 陳海林（1969年3月1日—1979年2月）
- 宋文洲（1979年2月—1983年5月20日）
- 謝德財（1983年5月20日—1985年8月）
- 副軍長
- 高厚良（1952年7月—1953年2月28日）
- 方子翼（1953年10月—1956年6月）
- 張子安 大校（1956年6月—1978年10月）
- 王學清（1959年1月—1961年7月）
- 崔戈英（1959年8月—1964年2月）
- 鄒炎（1964年2月—1966年3月）
- 李飛（1965年11月—1975年5月）
- 孫景華（1965年11月—1968年5月）
- 苑國輝（1969年3月—1977年12月）
- 侯書軍（1969年3月—1979年2月）
- 王恩富（1973年12月—1983年5月）
- 宋文洲（1975年7月—1979年2月）
- 趙明（1978年1月—1983年5月）
- 謝德財（1978年11月—1983年5月）
- 宋占元（1980年3月—1983年5月）
- 曹天臣（1983年5月—1983年8月）
- 王全博（1983年5月—1985年8月）
- 余耀忠（1983年5月—1985年8月）
- 朱佔國（1984年8月—1985年8月）
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- 政治委員
- 張百春（1953年2月28日—1954年5月）
- 李慶柳 少將（1954年5月—1956年7月）
- 張百春 少將（1956年7月—1959年11月）
- 李赤然 少將（1959年11月—1962年3月15日）
- 梅盛偉 少將（1962年3月15日—1964年5月）
- 趙其林 大校（1964年5月—1969年3月3日）
- 任球（1969年3月—1978年1月）
- 徐文智（1978年1月—1979年2月）
- 王紹玉（1979年2月—1982年3月）
- 張振先（1982年3月—1983年5月20日）
- 王昭銘（1983年5月20日—1985年8月）
- 副政治委員
- 張百春（1951年10月—1953年2月28日）
- 李慶柳（1954年12月—1956年5月）
- 李荊山 大校（1959年6月—1965年1月）
- 趙其林（1964年7月—1965年5月27日）
- 王恕年（1969年12月14日—1979年1月）
- 楊士梅（1970年3月—1978年2月）
- 徐文智（1973年2月—1978年1月）
- 曹源漱（1978年2月—1982年4月）
- 李奴青（1979年1月—1983年5月）
- 張振先（1980年9月—1982年3月）
- 王耀宗（1983年5月—1985年8月）
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- 參謀長
- 高厚良（1952年7月—1953年2月，副軍長兼）
- 尉劍疇（1954年12月—1959年6月）
- 邢禮文 上校（1962年—1964年11月）
- 李飛（1964年11月—1965年11月；1965年11月—1969年3月，副軍長兼）
- 趙震堂（1969年3月—1977年12月）
- 張連潤（1977年12月—1983年5月）
- 王耀宗（1983年5月—1985年8月）
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- 政治部主任
- 李荊山（1952年7月—1954年6月）
- 張少虹 大校（1954年6月—1959年4月）
- 戚先初（1959年4月—1960年7月2日）
- 趙其林（1960年7月22日—1964年7月；1964年7月—1965年5月，副政治委員兼）
- 王恕年（1965年4月—1969年12月14日）
- 許映泉（1969年12月14日—1973年10月）
- 許洪均（1973年10--1980年2月）
- 李厚民（1979年4月—1982年8 月）
- 梁延樂（1983年5月—1985年8月）
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- ^ 空军历史上的十四个军. 搜狐. 2004-05-28 [2017-09-01]. （原始內容存檔於2020-11-04）.
- ^ 胡光正、馬善營 編. 中国人民志愿军序列. 解放軍出版社. 1987年: 133–134，161.
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