空軍作戰（air combat）在當地時間每8個小時（08:00、16:00和24:00)發生一次。每次戰鬥包括三個階段：探測-傷害-干擾階段，裝備損失-護航階段和地面任務階段。對於每個國家而言（儘管他們的首都所在的時區不同），都會依次完成下列每個階段。
探測，造成傷害與干擾階段
在此階段，我方空軍聯隊將嘗試攻擊敵方，既包括直接攻擊對方造成傷害，也包括干擾敵方執行地面任務。敵方國家包括任何交戰國家和敵方志願航空隊的派遣國家（在擁有
喚醒勇虎dlc時）。但要想攻擊敵方飛機首先需要具備探測敵方飛機的能力。
探測幾率取決於若干因素：
- 占領：占領相應空域的領土可以從地面探測飛機，至多提供10%的探測幾率（在控制空域內全部地區時）。
- 雷達：雷達覆蓋區域可以提供至多50%探測幾率（在雷達全覆蓋時）。
- 空軍任務：空軍在該空域執行任務可以提供至多80%的探測幾率（當有3000架飛機執行任務時，非戰鬥機僅提供一半的貢獻）。
- （以上三個因素為疊加）
- 夜晚：降低20%
- 不良天氣：降低至多90%
只有這個百分比的敵方飛機是可見的。可見飛機的數量可被進一步修正：
- 如果敵方既有地面任務飛機也有奪取制空權的戰鬥機，後者將會完全可見。這些戰鬥機和轟炸機不必來自同一國家。
- 執行戰略轟炸任務的常規轟炸機和艦載轟炸機通過「戰略轟炸可見性」進行修正（滲透轟炸學說：-50%）。
- 執行近地支援任務的飛機可見性翻倍。
- 執行港口襲擊任務的飛機可見性為十分之一。
在敵人可見的情況下，最多3倍於敵方的飛機可以進行攻擊，因此良好的探測對於充分利用空軍聯隊非常重要，特別是在敵人飛機較少的時候。
如果沒有執行地面任務，敵方執行攔截任務的飛機將不會被視為目標。相對的，敵方沒有執行地面任務時，我方攔截機也不會攻擊。主動參加戰鬥的艦載機（如指派奪取制空權任務）可以將敵方參與海戰中的所有艦載機視為攻擊目標。雙方的空軍聯隊每架飛機會分別為其國家產生0.075點國家空軍經驗。這意味着如果一支空軍同時打多個國家的空軍會產生多倍的經驗。
所有打算攻擊的聯隊會獲得0.4點聯隊經驗。所有聯隊會按照對空攻擊和機動從高到低的順序順次對探測到的敵人出擊，因此戰鬥機和重型戰鬥機將會造成絕大多數傷害。但如果探測到足夠的敵人，轟炸機也可以造成傷害。
出擊聯隊中的飛機將會根據敵人聯隊可見度成比例進行分配（對所有聯隊的傷害以及對地面任務聯隊的干擾）。 下列組成部分會對最終傷害值產生影響：
- 攻擊方的基礎傷害：攻擊方數量✕對空攻擊✕0.2
- 機動劣勢的懲罰：基礎傷害 ✕ 30% ✕ （min（防禦者機動 ÷ 攻擊者機動，4）-1）
- 相對速度優勢的獎勵：基礎傷害 ✕ 60% ✕ （min（攻擊者速度 ÷ 防禦者速度，3.5）-1）
- 絕對速度優勢帶來的獎勵：基礎傷害✕ 0.025 ÷ 100 ✕ 攻擊方速度÷ 800
- 防禦方的空中防禦
- 艦載機係數：正常為1，航母戰鬥為5（如果攻擊者和防禦者都是航母聯隊）傷害為陸基戰鬥機的500%！
- 傷害=0.01*（基礎傷害-敏捷懲罰+相對速度加成+絕對速度加成）/ 防禦方空中防禦*艦載機係數
由此可見，在雙方任務效率均為100%時，重型戰鬥機由於機動的問題會在與戰鬥機的空戰中處於不利地位，且這種差距伴隨科技提升進一步被放大，44重型戰鬥機對陣44戰鬥機會非常吃癟。但儘管如此，在與其他機動不佳的飛機戰鬥以及在空域範圍較廣的地區戰鬥時，重型戰鬥機的航程優勢可能仍然會比戰鬥機效果更好（如亞洲地區通常更適合重型戰鬥機）。
下列組成部分會對最終干擾值產生影響：
- 攻擊方的速度影響：攻擊方的速度除以800。
- 探測幾率
- 艦載因子：普通情況為4，艦載飛機戰鬥為8（僅在攻擊方和防禦方均為艦載聯隊的情況下）
[math]\displaystyle{ \text{干扰} = \text{攻击方数量} * (1 + \text{速度影响}) * (1 + \text{对空探测}) * \text{舰载因子} }[/math]
這使得探測對於干擾來說至關重要，因為它既增加了對敵方轟炸機攻擊的戰鬥機數量，同時也增加了每架飛機的干擾影響。
裝備損失與護航階段
指派護航/奪取制空權任務的戰鬥機會抵消轟炸機受到的敵方在干擾階段帶來的干擾影響。盟友國家的戰鬥機是不會得到護航的。下列組成部分會對護航抵消干擾效果產生影響：
- 基礎：2
- 速度因子：速度除以800
- 機動因子：機動除以100
- 攻擊因子：攻擊除以100
- 探測
[math]\displaystyle{ \text{干扰降低比率} = 2 * \text{护航飞机数量} * (1 + \text{速度因子}) * (1 + \text{机动因子}) * (1 + \text{攻击因子}) * (1 + \text{探测}) / \text{总计干扰量} }[/math]
所有轟炸機聯隊受到的干擾影響將按照這個比率移除。這一階段不會重新計算主動護航的飛機數，而是按照空戰、干擾階段該國尚未被使用的飛機數量。
雙方戰鬥機會先按敵方比例選擇攻擊對象，選擇地面任務的飛機會直接提供干擾值。制空權占優的一方會將剩餘的飛機用來提供干擾值，而制空權劣勢的一方不能提供護航。（制空權差距至少要10%左右的差距）這會導致護航效率瞬間歸零，從而使得少量地面任務的飛機被完全乾擾。說白了就是誰擁有制空權誰有資格護航。制空權劣勢的一方只能轟炸機裸奔。這種情況在上千戰鬥機空戰且只有一百轟炸機轟炸時特別明顯。
所以當你擁有同時具備奪取制空權和地面任務功能的飛機，你會發現一半飛機執行奪取制空權（但是制空權劣勢），一半飛機進行地面任務，受到干擾的飛機比全部執行地面任務反而更多。
如果一支由王牌飛行員領導的聯隊至少損失了一架飛機，他們就有幾率在空戰中陣亡。這個幾率= 損失的飛機數 * 0.001 * 0.1 + 0.003。但由於四捨五入的問題，除非一次戰鬥該聯隊損失10架以上的飛機，否則這個概率通常就是0.3%。也就是說，一個王牌飛行員的存活期望是經受230次損失。
上一階段每點受到的傷害會導致一架飛機的損失。不足1點的部分是按概率計算的，即遭受1.2點傷害時80%的概率只損失一架飛機，20%的概率會損失兩架飛機，因此期望損失的飛機數為1.2架。
地面任務階段
這個階段終於輪到各位功能飛機選手大顯身手了，如CAS、戰略轟炸機等等。它們的聯隊會獲得0.28點聯隊經驗。之前階段敵方的干擾會降低它們的任務效果。在此階段，空軍聯隊可能會承受來自區域防空火炮、海軍防空火炮或師屬防空武器帶來的額外損失。
除了空投、空中布雷/掃雷任務以外的其他所有地面任務都需要選擇一個特定的目標。如果多個任務同時被指派，它們依據下列順序進行嘗試：
- 近地支援
- 戰略轟炸
- 襲擊艦艇/神風突擊
- 港口襲擊
- 空中補給
只有第一個提供有效目標的任務種類會執行，但一支聯隊可以在一次出擊中對同任務種類中多個目標實施打擊。舉例來說，大可不必為了支援多場地面戰鬥將CAS聯隊拆的很細，但也不能過於偷懶，讓一支大編隊海轟聯隊一部分去執行港口襲擊，另一部分去襲擊艦艇。
夜間時聯隊可能會難以發現它們的打擊目標，因此「對地攻擊瞄準」會受到-50%的懲罰，但是仍然會受到區域防空火炮的反制。
區域防空火炮
戰略轟炸、港口襲擊和空中補給任務會遭受區域防空火炮的反制。
造成傷害的可能性(C)和擊落的飛機數(D)取決於下列因素：
- 基礎傷害幾率：10%
- 命中概率修正：「防空火炮命中幾率係數」修正（每三個雷達科技提供+20%）
- 一個介於0%到100%的隨機數R
- 傷害因子：0.8
- 防空因子：對空中補給任務，計算它們所有目標地區的AA值（即使是友方地區）除以最大AA等級（5）（編譯者註：此處懷疑指的是空中補給計算全部區域平均，另外兩種僅計算敵方地區平均，未驗證，純屬猜想）。對於另外兩種任務類型，使用空域中敵方地區平均AA等級除以最大AA等級（5）。AA：防空火炮。
- 飛機的有效數量
- 傷害修正：「防空火炮傷害修正係數」修正（防空火炮2級和3級分別+10%）
- 空軍聯隊的防禦屬性
[math]\displaystyle{ C = 10\% * (1 + \text{命中概率修正}) * \text{防空因子} }[/math]
如果隨機數R小於C，就會產生一次命中，並帶有以下傷害（被擊落的飛機數量）
[math]\displaystyle{ D = max(1, \frac{0.8 * \text{防空因子} * \text{飞机数量} * R * (1 + \text{伤害因子})}{C * \text{空军联队的防御属性}}) }[/math]
計算期望時將命中時隨機數R簡化為平均為C的一半（這裡的R應該與上方計算防空火炮命中概率的隨機數R不同）：
[math]\displaystyle{ D = max(1, \frac{0.4 * \text{防空因子} * \text{飞机数量} * (1 + \text{伤害因子})}{\text{空军联队的防御属性}}) }[/math]
由於最小為1，因此小編隊轟炸機和戰略轟炸機（有較高的對空防禦）將會更頻繁的遭受最低一架的損失。
干擾傷害要素
地面任務聯隊可以通過自身的屬性進一步降低護航階段遺留下來的干擾影響。最終的干擾產生了一個傷害因子，並決定了任務中可造成的實際傷害（100%時為完全不受影響）。計算使用了下列數據：
- 干擾值：在護航階段剩餘的干擾數值。
- 防禦因子：空軍聯隊的防禦除以200。
- 攻擊因子：空軍聯隊的攻擊除以200。
- 速度因子：空軍聯隊的速度除以1500。
- 空軍聯隊飛機的數量（尚未被任務效率降低的）
[math]\displaystyle{ \text{干扰伤害要素} = 100\% - \sqrt{\frac{\text{干扰值}}{10 * \text{飞机数量} * (1 + \text{防御因子}) * (1 + \text{攻击因子}) * (1 + \text{速度因子})}} }[/math]
空域中空軍詳情界面顯示的「被干擾的飛機」統計值為在相應的期間累積的所有任務和出擊中的[math]\displaystyle{ \text{飞机数量} * (1 - \text{干扰伤害要素}) }[/math]合計值。
制導導彈的干擾傷害要素永遠為100%，忽略任何對於它的干擾。