从北洋军阀部队中分化出来的国民军，因其“领头羊”冯玉祥在民国年间呼风唤雨的地位以及该部队自身的独特作风，曾经于颠峰时期发展至四十万人，成为当时一支不可小觑的军事力量。这支西北军也曾经雄心勃勃，意图有所作为，并顺应军事发展需要创办了自己昙花一现的空军。
　　1924年10月下旬，第二次直奉大战激战正酣之际，直系陆军检阅使兼第十一师师长冯玉祥联合驻扎在北京的胡景翼、孙岳等部突然实行倒戈，发动政变，囚禁总统曹锟，驱逐清朝逊帝溥仪出故宫，并将所属部队改编为国民军，冯玉祥任总司令兼第一军军长。在这期间，冯玉祥所部国民军接收了曹锟的保定航空司令部，该部原有大部人员也被冯玉祥留任，因为多年的征战经历使他清醒地看到空军这个年轻兵种在战争中不可替代的作用。在冯的直接关注和支持下，仅仅两个月后，国民军就在北京组建了西北边防督办公署航空处，下设航务、机械、教育和总务四个科，并向国外订购了六架飞机。1925年1月，航空处移往清河镇。这里曾是北洋政府创办航校的地方，并建有飞机工厂等附属单位，就创办空军而言，具备得天独厚的先决条件。航空处在清河镇依靠清河航空工厂装配了两架飞机，同时又订购了三架，还陆续在张家口、绥远、包头等地开辟了临时机场。至此，冯玉祥名下已经拥有了十余架飞机（虽然多数还处于订单状态），飞行员、机场和修理厂也都有了，国民军的空军部队基本成型。
　　国民军空軍刚刚组建，马上迎来了实战的机会，就在这年冯玉祥与奉系矛盾激发继而大打出手，航空队奉命紧急组成航空大队，下编两个飞机队共八架飞机。航空大队组建后即进驻京津线上的窦张庄，担负前线侦察和轰炸等作战任务，并在配合地面部队进攻时小有建树，支援国民军打退了奉军的进攻。此后，乘胜推进至天津，更一举缴获奉军四架飞机。首战告捷后自然是论功行赏，1925年11月，航空处升格为航空司令部，驻地迁往石家庄。1926年4月，意图复仇的奉军以主力再次向驻守北京地区的国民军发动进攻，国民军收缩兵力退守南口，航空部队也被迫撤往张家口。国民军与奉军的空军再次交手，为了加强自己空军实力，提高己方空中较量的胜算，冯玉祥又购买了十二架意大利制“安沙尔德”式飞机；同时，他还争取到苏联的援助，由苏方派出六名飞行员和部分机械人员，驾驶三架“蒂海威仑”式飞机参加了南口、大同等战役。但是这次，有备而来的奉军联合东山再起的吴佩孚打得国民军毫无还手之力，弱小的国民军空军面对实力强大的奉军空军也实在难以占到便宜。为形势所迫，冯玉祥不得不宣布“下野”出国考察，还一并带走了空军的主要首脑骨干人员。而一直在侧旁冷眼观战的阎锡山看到时机已到，也出兵截击群龙无首的冯玉祥部，苦战之后的国民军残部无心恋战，迅速向西急退，飞机也用火车装载着西撤，谁知“漏屋偏遭连夜雨”，途中突遇冰雹，火车上的飞机受到了损失。在此后不久，国民军航空司令部被改编，暂时归到阎锡山的名下。
　　两个月后，冯玉祥从苏联回国，于五原誓师并组建国民军联军，积极响应广东国民政府北伐，韩复榘、石友三、陈希圣等旧部纷纷脱离阎锡山，重归冯玉祥旗下。但同样被阎锡山视为宝贝疙瘩的航空队，却被阎以器材短缺、油料不足等各种理由扣在手中，一时无法起飞返回冯部。不久，阎为形势所迫，不得不将航空队归还冯玉祥，回归的航空队全部被冯迁往了包头。随后在与奉军的交手中，冯部曾再次一度失利，结果航空队又被奉军收编，只有少数人员随着国民军地面部队转移，经由宁夏到了西安。国民军年轻而弱小的空军几乎全军覆没了，基本落到名存实亡的地步。
　　1927年春，已经改编为国民革命军第二集团军的国民军在西安、洛阳分别俘获“爱佛楼”、“高德隆”式飞机各一架。当年4月，一直对空军情有独钟的冯玉祥在洛阳正式成立了航空学校，从部队挑选了二十多名优秀学员进行培养，预备编组一个中队。1929年冯玉祥出任南京国民政府军政部长后，由国民政府购拨了“摩斯”式飞机六架、“容克”式飞机一架归洛阳航校，重新组建了第二集团军空军，成立西北航空处，下设教育、总务两科和一个飞机修理厂，后期又补充“可塞”式飞机一架。至此，冯玉祥的空军再次恢复了元气，初具规模。1930年，中原大战爆发，冯玉祥又一次成立航空司令部，下辖两个大队，但是当年9月就重新缩编为航空处，后并入阎锡山的山西航空处，洛阳航校的学生也被分头编遣，冯玉祥组建的国民军空军就此彻底退出历史舞台。