抗战全面爆发后的1938年2月至1939年5月，钱大钧在国民政府空军委员会担任主任、秘书长。在任期间，他直接指挥了武汉空中保卫战。1938年4月29日，日军出动了40余架飞机轰炸武汉。在钱大钧的指挥下，中国空军驾驶飞机起飞迎战，经过半个多小时的激战，日机被击落21架，中国空军只损失9架飞机。不久，他还成功组织了一次飞机远航日本本土投放“宣传弹”的空袭行动。1938年5月19日下午3时23分，钱大钧组织徐焕升等驾驶两架马丁式B10轰炸机自汉口升空飞向日本，向日本九州岛长崎，福冈、久留米、佐贺等都市散发了20万张用日文写成的反战传单，传单上的文字是：“中日两国有同文同种、唇齿相依的亲密关系，应该互助合作，以维持亚洲和全世界的自由和平，日本军阀发动的侵略战争，最后会使中日两国两败俱伤，希望日本国民唤醒军阀放弃进一步侵华迷梦，迅速撤回日本本土。”徐焕升等完成任务后，于20日安然返回汉口。据徐焕升回忆，当时的情况是：“日本的防空哨戒能力相当幼稚，我们侵入日本上空时，并未被发现，直到完成任务离开日本，俯视眼底的都市才刚刚在实施灯火管制。及至天色通明飞回到我国东海岸上空之际，接到地面联络，得知在上海、杭州一带有多架日本飞机升空拦截我们，但我们则掩蔽在云雾中安全返航。”这次对日本本土的空袭行动，后来被称为“人道飞行”。