1951年11月，西北军区奉军委电令，任命陆军第六军军长罗元发为西北军区空军司令，六军政治委员张贤约为副司令员，西北军区航空处政治委员赵光远为西北军区空军副政治委员。1952年5月13日，陆军第六军军部与西北军区航空处合并，在兰州机场召开西北军区空军成立大会。
陆军第六军的历史可追溯到红军时期，解放战争期间曾参加保卫延安和解放西安解放兰州的战役，1949年进驻新疆。
西北军区航空处成立于1949年，在西北军区和空军的领导下，完成了接收西北广大地区国民党空军机场、人员、物资，建立组织机构，改造教育旧技术人员，恢复西安—兰州—迪化航空线等重大任务，为西北军区空军组建作了必要的准备，创造了基本条件。
西北军区空军机关成立之始，设司令部、政治部、后方勤务部、干部部、工程部、军法处。
1952年，军区空军以陆军六军十六师为基础，在陕西户县组建了军区空军第一个航空兵师—轰炸第二十五师，十六师师长吴宗先，政委魏志明分任空二十五师师长、政委。空军相继从空八师、空十师、空二十七师等部队抽调百余名空地勤技术骨干，担任部队各级技术领导职务。到1952年底，军区空军拥有一个航空兵师、四所学校及若干直属团级单位，配备飞机十架。
1955年5月，西北军区空军改称兰州军区空军。
