Từ khi bắt đầu giao tranh vào năm 1937 cho đến khi lực lượng được chuyển sang chiến đấu cho cuộc chiến tranh Thái Bình Dương năm 1941, máy bay hải quân đóng một vai trò quan trọng trong các hoạt động quân sự trên đất liền Trung Quốc. Hải quân Nhật có hai trách nhiệm chính: đầu tiên là hỗ trợ các hoạt động đổ bộ trên bờ biển Trung Quốc và thứ hai là cuộc oanh tạc trên không chiến lược lên các thành phố Trung Quốc.[25] Điều này là độc nhất trong lịch sử hải quân, vì đây là lần đầu tiên bất kỳ không quân hải quân nào thực hiện một nỗ lực như vậy.[25] Chiến dịch bắt đầu vào năm 1937, diễn ra chủ yếu ở lưu vực sông Dương Tử với các cuộc tấn công vào các cơ sở quân sự dọc theo bờ biển Trung Quốc bằng máy bay tàu sân bay của Nhật.[25] Sự tham gia của hải quân đạt đỉnh điểm vào năm 1938–39 với sự tàn phá dữ dội các thành phố trong nội địa Trung Quốc bởi các máy bay ném bom hạng trung trên đất liền và kết thúc vào năm 1941 với nỗ lực của máy bay đánh bom chiến thuật, từ cả tàu sân bay và đất liền, để cắt các tuyến giao thông và liên lạc ở miền nam Trung Quốc.

Mặc dù, các cuộc tấn công không quân năm 1937–41 thất bại trong mục tiêu chính trị và tâm lý của chúng, chúng vẫn đã giảm dòng chảy của vật liệu chiến lược sang Trung Quốc và trong một thời gian, cải thiện tình hình quân sự của Nhật Bản ở miền trung và miền nam của Trung Quốc.[25]Chiến tranh Trung Quốc, có tầm quan trọng lớn đối với hàng không hải quân Nhật Bản trong việc chứng minh cách máy bay có thể đóng góp vào việc áp dụng sức mạnh hải quân lên bờ.[26]

Bất chấp sự cạnh tranh khốc liệt giữa các nhánh của quân đội, vào mùa thu năm 1937 Đại tướng Matsui Iwane, vị tướng lục quân chỉ huy tổng thể chiến trường Trung Quốc, thừa nhận ưu thế của Lực lượng Không lực Hải quân. Quân đội của ông dựa vào hỗ trợ không quân từ Hải quân.[27] Các máy bay ném bom hải quân như Mitsubishi G3M và Mitsubishi G4M được sử dụng để đánh bom các thành phố của Trung Quốc trong máy bay chiến đấu của Nhật Bản, đặc biệt là chiếc Mitsubishi Mẫu 0, đã đạt được ưu thế trên không chiến thuật. Nói cách khác, quyền kiểm soát bầu trời của Trung Quốc thuộc về tay người Nhật. Không giống như các lực lượng không quân hải quân khác, Không lục Hải quân Nhật còn chịu trách nhiệm về ném bom chiến lược với việc sử dụng các máy bay ném bom tầm xa.

Việc đánh bom chiến lược của Nhật Bản chủ yếu được nhắm vào các thành phố lớn của Trung Quốc, như Thượng Hải, Vũ Hán và Trùng Khánh, với khoảng 5.000 đợt tấn công từ tháng 2 năm 1938 đến tháng 8 năm 1943. Vụ đánh bom Nam Kinh và Quảng Châu bắt đầu vào ngày 22 và 23 tháng 9 năm 1937, đã kêu gọi các cuộc biểu tình lan rộng lên đến đỉnh điểm trong một nghị quyết của Ủy ban Cố vấn Viễn Đông của Hội Quốc Liên. Ngài Cranborne, Ngoại trưởng Anh, bày tỏ sự phẫn nộ trong tuyên bố của ông.