正月初二（二月二十日），蘭州人還沉浸在過年的歡慶中，日機又來了，這次是三十架，分為三批，輪番投彈，僅在賢後街、縣門街、南關等處，就投彈百餘枚，一聲聲劇烈的爆炸聲，和煙塵衝天的彈著點，讓這個春節的蘭州一派慘淡。中蘇空軍迅速起飛，地麵炮火也一齊開火。一架日機拖著長長的尾巴跌了下來，又一架日機在空中開花了，蘭州市民顧不上危險，跑上大街為空中健兒加油鼓勁。
此役，飛賊們嚐到了蘭州的鐵拳，九架日機報銷於蘭州上空。
日寇不甘心失敗，二月二十二日和二十三日，一連兩天，每次出動二十架飛機轟炸蘭州。喪心病狂的日機，為了摧毀蘭州人的抵抗意誌，把平民目標作為攻擊重點，先後在中山市場（今蘭園）、黃家園、東大街（今張掖路）、學院街（今武都路）、貢元巷、黃河沿岸、南關和東城壕一帶，投彈八九十枚，給人民生命財產造成重大損失，死傷一百多人，炸毀房屋一千多間，尤為可惜的是，千佛閣所藏六千三百五十八卷《大藏經》全部被毀，一代大德眾誠和尚死於非命。中蘇空軍同仇敵愾，與敵機展開了激烈空戰，那兩天的蘭州上空，敵我飛機攪在一起，捉對廝殺，炮火聲響徹長空，六架日機為其瘋狂葬身蘭州天空。
日機受到了嚴懲，正麵戰場和敵後戰場屢遭重創，蘭州的天空清靜了半年。十一月二十七日，蘭州人的平安夢又一次被擊碎。在下午二時許，蘭州防空部門已獲悉日機轟炸消息，市民已做好防空襲準備。傍晚，敵機果然來了，這次是六十二架，分做六批，乘夜空襲蘭州。這次的轟炸重點是平民區和鐵橋。東大街、東關（今慶陽路）、山字石皖江會館、黃河北岸市第二醫院受到破壞，炸毀民房六七百間，炸死炸傷數十人。所幸的是，鐵橋隻損毀橋麵欄杆一截，有兩顆炸彈分別落在了橋的兩側數十米外。
這次是夜間，除高炮部隊予以還擊外，我方戰機未能出戰。
占了點便宜的日機又來了，這次他們耍了一個花招。十二月一日，先有三架日機，侵入蘭州以東空域，轉了一圈，沒有遇到攔截，也未投彈，卻突然折回了。過了一會，十二架日機卻從西南方竄入市區，想先麻痹蘭州再來個突然襲擊，豈料中蘇空軍正等他們呢。日機一露頭，我方戰機也升空了，雙方打得難解難分，日機無法從容投彈，各在東郊機場和西固機場投彈數枚，落荒而逃。來時十二架，去時十一架。
轟炸在升級，日機不達目的不罷休。十二月二十六日，日機一百零五架分五批對蘭州狂轟濫炸。第一批兩架，於八時五十分侵入蘭州上空，繞城一周，試探一番飛去。半小時後，第二批來了，達二十七架，從城西永登方向飛來，轟炸了東郊機場。五分鍾後，三十六架飛機侵入市區，到處投彈。是時候了，中蘇空軍起飛迎敵，雙方展開空中格鬥，日機不支，狼狽逃走。又過了半個多小時，市民以為日機今夜不會再來了，但警報沒有解除，隻好在防空設施裏等著，這時，三十六架敵機一齊侵入市區，在不分點的爆炸聲中，火光映紅了整個天空。快近子夜了，人們的承受力已達極限，突然，又一批日機飛來，示威似的，盤旋一會離去。這一次，賢後街、鼓樓南（今隴西路）、安定門外、舉院（今蘭大二醫院）、小西湖、白塔山、東郊機場、西固機場等地遭敵轟炸，彈著點達三百多處。在空戰中，擊落日機三架，蘇軍飛行員古力芝座機被敵擊中，墜落於五裏鋪，壯烈犧牲。
久戰不下，日軍獸性大發。僅過了半天，二十七日六時四十五分，日機九十八架分四批，對蘭州狂轟濫炸，投彈三百五十枚；過了一天，日機一百一十二架分六批再次襲蘭。
連續三日大轟炸，日機共投彈二千枚以上，其中有很多是燃燒彈。空襲過後的蘭州到處殘垣斷壁，灰燼遍地。兩萬多間房屋化為廢墟，死傷二百六十多人，公私財產損失不可勝計，時值隆冬，成千上萬的市民無家可歸，在凜冽寒風中瑟縮，凍餒而亡者達三四百眾。
但日寇的暴行並沒有使蘭州人屈服，掩埋了同胞的屍體，修複了倒塌的房屋，擦幹了身上的血跡，進一步完善了防空設施，軍民同心，決心嚴懲入侵者。而這時，中國的抗戰事業也到了最困難的時期，國民黨二號人物汪精衛投敵，敵占區偽化日益嚴重，正麵戰場敵後戰場都麵臨著空前巨大的壓力，而日軍為了盡快結束大陸戰事南下南洋，也以百倍的瘋狂向各地進攻。民國三十年（公元1941年）五月二十一日，日機二十七架入侵蘭州上空，中蘇空軍嚴陣以待，日機一來，幾十架戰機升空，奮勇衝入敵陣，日機隊形大亂，我方乘機猛揍，一架作為帶隊長機的敵重型轟炸機中彈起火，哀鳴著，一頭紮下來，巨大的爆炸聲使敵機驚慌失措，又有兩架敵機中彈，斜著翅膀，搖搖晃晃，落荒而逃，其餘敵機無心戀戰，胡亂撂下炸彈就逃。