新中国建立前夕，根据中共中央政治局关于“1949年及1950年，我们应当组成一支能够使用的空军及一支保卫沿海沿江的海军”的决议精神，毛泽东主席1949年7月10日致信周恩来副主席，提出建立空军，准备渡海解放台湾的问题。随即，周恩来于次日召见经中央决定拟任空军司令员的第四野战军第14兵团司令员刘亚楼，研究建立人民空军的问题，并责成刘提出空军主要领导干部人选的建议和领率机关组成的方案。刘亚楼受领任务后，同时任军委航空局局长常乾坤、政治委员王弼等人研究，并征求各方面意见后，很快向中共中央和中央军委上报了空军主要领导干部人选及组建空军机关的建议报告。经中央军委批准，决定空军领率机关以第四野战军第14兵团司令部及直属部队和军委航空局组成。
1949年10月25日，中央军委正式任命空军主要领导成员，第四野战军第14兵团司令员刘亚楼为空军司令员，第四野战军特种兵司令员萧华为空军政治委员兼政治部主任（未到职。据解放军出版社2007年8月出版的《中国人民解放军高级将领传》第十一卷《萧华传》记载，1949年7月萧华作为中国青年代表团团长率团出访匈牙利，参加在布达佩斯举办的第二届世界青年联欢会，会后又应邀访问了多个东欧社会主义国家，1950年1月方才返回国内。该传中关于1950年3月中央军委任命其为空军政治委员一说，笔者疑应为3月萧方才到空军就职），第二野战军第17军军长王秉璋为空军参谋长。11月11日，中央军委致电各军区、各野战军宣布：中国人民解放军空军司令部正式成立，原军委航空局即行撤销，原航空局所有人员及业务工作全部交空军司令部。37年后的1986年10月28日，经中央军委确定，1949年11月11日为中国人民解放军空军成立日。
空军领导机关成立之初设参谋部（后改称司令部）、政治部、训练部、工程部等四大部及干部局、财政处。中央军委同时任命军委航空局局长常乾坤为空军副司令员兼训练部部长，军委航空局政治委员王弼为空军副政治委员兼工程部部长。11月23日，根据军委电令，正在中南赣粤两省担负战勤保障任务的第四野战军后勤第6分部共2722人拨归空军建制，改组为空军后方勤务部（1960年4月后改称空军后勤部），并任命四野后勤第2分部部长杨尚儒为空军后勤部第一部长兼政治委员，后勤第6分部部长石忠汉为空军后勤部第二部长。翌年1月，空军后勤部在北京正式成立，机关设办公室、政治部、供给部、卫生部以及油料、财务、机场建设、营房管理、运输、军械等处室。4月22日，军委又任命第四野战军后勤部运输部部长谷广善为空军后勤部部长，原空军后勤部第一部长兼政治委员杨尚儒改任空军后勤部政治委员，石忠汉仍任第二部长。
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