軍委航空局成立後，立即從東北航校調幹部在全國各地設置航空辦事機構。先後在北平、濟南、南昌、長沙、漢口、上海、西安等地設立了航空辦事處。在天津、徐州、青島、杭州、南京、太原、張家口等地設立了航空站。這些機構建成以後，就迅速展開工作。
1949年6、7月間，毛澤東等分析認為，在海上尚有解放台灣、海南島兩戰役需費大力，而且國民黨也正企圖以台灣為其指揮基地。故欲達全勝，必須渡海解放台灣，而渡海作戰的關鍵必須有空軍和海軍。
現有的空軍力量太弱，難以擔當渡海作戰的重任。因此，中央決定，加快建立空軍的步伐。
1949年7月10日，毛澤東寫信給周恩來，提出建立空軍的問題。毛澤東在信中說：
據朱德建議，似可考慮選派三四百人去遠方蘇聯學習6個月至8個月，同時購買飛機100架左右。連同現有的空軍，組成一個攻擊部隊，掩護渡海，準備明年夏季奪取台灣。同時需考慮在閩、浙兩省建立飛機隱蔽庫。請周召有關同誌商酌。
周恩來隨即著手進行組建空軍的各項實際工作。
1949年7月26日，中央軍委在給第四野戰軍的電報中進一步提出，現在必須以建立空軍，作為當前首要任務。
9月21日，毛澤東在中國人民政治協商會議第一屆全體會議上的開幕詞中說：
我們不但要有一個強大的陸軍，而且要有一強大的空軍和一個強大的海軍。
中共中央在作出建立人民空軍決策的同時，即著手組建空軍領導機構。經軍委批準，空軍領導機關設立司令部、政治部、訓練部、工程部、後勤部等5大部。並任命原軍委航空局局長常乾坤為空軍副司令員，原軍委航空局政委王弼為空軍副政治委員。
不久，劉亞樓司令員提出空軍領率機關的組織原則和組織係統表，經毛澤東批準，首先建立司令部、政治部、訓練部、工程部、後勤部和幹部部，幹部部由於第十四兵團無相應的組織機構，當時暫缺。
為了解決空軍初建時期後勤方麵繁重的保障任務，經中央軍委批準，1950年1月，第四野戰軍後勤部第六分部改編為空軍後勤部。4月22日任命穀廣善為部長、楊尚儒為政委、石忠漢為第二部長。9月7日正式成立空軍幹部部，楊春甫任副部長。
與此同時，經中央軍委批準，成立了空軍黨委，由劉亞樓、常乾坤、王弼、王秉璋、薛少卿、穀廣善、楊尚儒、楊春甫、方強、王集成、李世安、劉風、呂黎平、黃玉坤等人組成。劉亞樓任黨委書記。至此，空軍領導班子基本配備齊全，領率機關的工作開始走上正軌。
空軍領率機關組成後，隨著空軍業務範圍的擴大，從1950年8月至1951年9月，在各大軍區司令部航空處的基礎上，加上陸軍部隊的機構，陸續組建了華東、東北、華北、西南、中南、西北等6個軍區空軍司令部等機構。
軍委航空局作為人民空軍領導機關的前身，在空軍成立前的7個月時間裏，為人民空軍的正式建立做了大量準備工作。