广州军区空军坚持中国共产党对军队绝对领导，贯彻人民解放军建军方针、原则，加强思想政治建设和基层建设，保持部队高度稳定和集中统一。武器装备不断改善，较为先进的飞机和地空导弹等陆续装备部队。坚持以战斗力为标准，以军事训练为中心，从难从严进行训练，部队战斗力提高到新水平。
广州军区空军长期担负华南地区防空作战任务，军区空军机关和部分部队先后参加出国支援作战和边境自卫还击作战等，为保卫祖国领空安全做出重要贡献。1951年7月，军区空军副政治委员吴富善率领机关人员，开赴辽西省开原(今辽宁开原)，与华北军区空军机关抽调的人员一起，组建中朝空军联合冲击机指挥所，同年12月撤销。在国土防空作战中，广州军区空军部队多次击落、击伤美国入侵和台湾当局入窜大陆侦察、袭扰的飞机。1958年7月29日，空军第18师第54团1大队在广东汕头地区击落台湾当局空军F-84型飞机2架、击伤1架，取得3∶0战果。1965年10月5日，空军第9师副中队长张运宝在广西凭祥地区击落美国RA-3D型飞机1架。1967年4月24日，空军高射炮兵第10师和航空兵第26师密切协同，在广西板兴地区各击落美国F-4B型飞机1架。此外，广州军区空军部队参加粤东抗登陆演习、首都国庆阅兵等，圆满完成任务。参加抗洪抢险、空运空投、森林灭火、人工增雨等，为保护人民生命财产和支援国家经济建设做出贡献。
