1937年初，应国民政府邀请，美国陆军航空队退役上尉飞官陈纳德（Claire Lee Chennault）获聘为中华民国空军顾问[1]。陈纳德以其人脉和技术获得蒋中正及宋美龄的信任，并以空军上校的职级礼聘、月薪1,000美金，协助发展中华民国空军及训练飞行员。他在1937年中抗战爆发之际尚未发挥所学；但南京国民政府内迁重庆之后，他利用中国的战略纵深建构出一套原始的预警网防卫重庆抵御日军空中威胁，同时他估计手上至少需有由100架驱逐机以及优秀的驾驶员组成的空军精锐才可抵抗日军的空中威胁，尽管这个规模的空军精锐从未完成，日军对重庆的轰炸持续到1944年。
在飞虎队成立以前，中国战场的战斗序列中还有一支由苏联军队组成的苏联航空志愿队。但是在1941年4月，苏联承认满洲国与日本的利益，和日本签订了《苏日中立条约》；同年6月22日，德苏战争爆发，苏联已无余力继续支持中国战场，苏联志愿队在同年撤离。

由于中国飞行员数量有限，受蒋中正所托，陈纳德到美国去宣传中国抗战，并且请他组成由美国飞行员构成的空中武力。在飞虎队之前，西班牙内战期间也曾有少量美国人志愿者组成了洋基中队替西班牙共和国军战斗。陈纳德到美国后，成功和美国总统罗斯福会面，获得他的支持及默许，在成功的政治游说下，罗斯福立场“同情国民政府际遇”，并愿意提供相当多的方便使国民政府维持战争力量。

1941年4月15日，中美达成一项秘密协议，并由美国总统富兰克林·德拉诺·罗斯福签署行政命令，允许美国预备役军人和陆军航空队，以及海军和海军陆战队组「退役人员」前往中国参加战斗，并同意中国利用美国《租借法案》货款给中国资金来购买美国战斗机；7月10日，第一批美国战斗机驾驶员自愿从美国旧金山启程前往中国昆明参战。除了人力要素打开关键之外，租借法案通过纳入国民政府成为援助对象后，物资也开启了机会之门；宋子文等中国外交官员成功找到了一批为数100架的Hawk-81A2战斗机（P-40B），这批战机是由英国订购，但性能不符需求拒绝接收的型号。但对于战力需求紧急之下的国民政府来说有新飞机远比甚么都没有要好，因此接手了这批战机。

陈纳德在美国招募约一百名飞行员，当中40名来自陆军航空队、60名来自美国海军及美国海军陆战队。其中多数为后备役军官，也有少数为美国政府授意下自航空队中自愿退役转往AVG服役之飞行员。不过这些飞官飞过战斗机的不到三分之一，大部分是从轰炸机单位招募而来；另外亦招募了约200名地勤人员。飞行员名义上为中国「中央飞机制造厂」雇员。1941年8月1日，美国志愿航空队成立，总部设在昆明，陈纳德为美国志愿航空队司令。9月1日，美国志愿队大队部设在云南省垒允中央飞机厂内。中飞厂的首长是钱昌祚，他作为雇主和陈纳德签订了合作协议。飞行员月薪600美元（1942年美国陆军航空队飞行员月薪最多347美元[3]），小队长月薪650美元，中队长月薪700美元[1]。另外击落每架日机有500美元奖金。

1941年10月，美国志愿航空队在缅甸同古机场完成艰苦训练后，陈纳德率第一和第二中队秘密返回总部昆明。由于运输困难，各项设备及战机很迟才到达前线。在陈纳德的指挥下，将能力较低和消极避战的飞行员转至文职，并使其中一至两个中队在备战状态。第三中队“地狱天使”则留在仰光协助英军作战。12月8日日军偷袭珍珠港、对美宣战，志愿航空队随即正式参战。1941年英国在远东秘密布设了当时新锐的雷达站，陈纳德则负责迎击来犯日机。1941年夏至1942年5月期间，美国志愿队的三个战斗机中队多次和空袭的日军作战。1941年12月，于昆明来华首战后被称为「飞虎队」。陈一白获得英方侦报日机情报精确，经常取得胜果，令中国军民士气大增。

1942年7月3日，美国陆军部与中方下令解散“美国志愿航空队”（初版飞虎队），飞虎队并入“驻华航空特遣队”下属“美国陆军航空队第23大队”，陈纳德晋升“驻华航空特遣队”准将司令；原飞虎队飞行员解除名义上的「中央飞机制造厂」雇员回归美国陆航成员，同时解除了与国民政府的雇佣合同；大部分飞行员离去，5名飞行员和部分地勤技师留下归并美国陆军航空队第23大队；日军得知飞虎队解散的消息，遂将原驻扎在南洋的陆军航空队第3飞行师团调往中国，企图一举歼灭新组建的「美国驻华航空特遣队」。

1943年3月10日，美国陆军部又将「驻华航空特遣队」改编为“美国陆军第14航空队”，陈纳德进阶晋升为“美国陆军第14航空队”少将司令。