据统计，这一时期，苏联输华的武器主要有224架轰炸机、326架战斗机、44架教练机、770辆汽车、200门37毫米反坦克炮、50门76毫米山炮、250门高射炮、约150万发炮弹、6920挺轻重机枪、5万支步枪、1.5亿发子弹、31000枚炸弹以及大量其他军火物资。这些军火支撑着中国军队度过了抗日战争最艰难的岁月。蒋介石在1939年初亲口承认"从苏联获得的武器装备占中国获得外援总数的八成左右"。在1939年至1940年，这个比例实际上比蒋承认的更高。
（图为当时苏联最高领导人斯大林，在援华问题上，苏联其实也是实用主义至上）
除提供优惠贷款和大量军火外，从1937年至1942年间，总计有超过300名苏联顾问来华帮助国民政府训练军队并参与重大战役作战计划的制定和实施。
此外，苏联政府还直接从苏联空军中调拨飞机交中国使用，并组织苏联空军志愿人员来华助战。苏方人员来华后立即担负起两项任务：一是直接参加对日空战和轰炸，二是培训中国飞行员和航空技师，重建中国空军。1937年10月下旬，第一批苏联志愿航空队赴华。兵力最高峰时，曾达到战斗机、轰炸机各４个大队的规模。苏联志愿航空队的成员采取轮换形式，先后来华参战的有2000多人，像日加列夫、雷恰戈夫、阿尼西莫夫、波雷宁、特霍尔、赫留金、布拉戈维申斯基等著名空军将领都曾来华与日军作战。
和陈纳德的"飞虎队"不同，苏联志愿航空队所需费用皆由苏联政府承担，没要国民政府一分钱。这些直接从苏联空军中抽调出来的作战骨干，在纪律及尊重中国政府及人民方面，是有口皆碑的。在作战上，该航空队先后参加了1941年之前的所有会战。1938年2月23日，苏联志愿航空队奇袭台北松山机场，不但毁伤几十架日机，而且将机场上储存的可使用３年的航空油料和设备付之一炬；1939年10月3日，苏联志愿航空队12架轰炸机奇袭汉口机场，就炸毁日机60架左右，炸伤日机近百架。
据统计，苏联援华志愿航空队总计牺牲了包括轰炸机大队长库里申科和战斗机大队长拉赫曼诺夫在内的211人。
（图为最后一任苏联援华军事总顾问崔可夫中将）
不过，中苏虽有如此一段为期不短的合作"蜜月期"，但当日军在诺门坎战役中惨败后，不得不收敛"北上"的野心，苏联也急欲稳住日本，以解除自己东西两面作战的威胁。
从1940年开始，苏联援华的态度和力度明显发生了不利于中国的变化。具体体现在援助的军火数量开始明显减少，苏联志愿航空队的作战频次和求战欲望也大不如前。1941年4月13日，苏日签订了《中立条约》。6月22日，苏德战争爆发，苏联无暇东顾。1942年2月，苏联援华军事总顾问崔可夫被召回国，苏联也不再援华抗日。直至1945年8月，在与美英谈妥若干损害中国主权及利益的条件后，苏军才对盘踞在中国东北的关东军展开了最后一击。
