抗战期间，日军于1942年5月攻陷缅甸以及我国云南怒江以西的部分地区，切断了滇缅公路，导致我国经海路和陆路获取军事用品、汽油和其他战略物资的途径中断。
随着中美两国代表在华盛顿签署了《中美抵抗侵略互助协定》(也称《中美租借主体协定》)，中国正式成为美国“租借协定”的受援国。中国政府代表宋子文和美国陆军部长史汀生、陆军参谋长马歇尔商议，决定在中国航空公司原来的昆明——加尔各答航线的基础上开辟“空中补给走廊”，决定用这条航空线路来代替滇缅公路，继续为中国提供抗战物资。
这条“空中补给走廊”基本上西起印度汀江和阿萨姆邦，东至我国云南。盟国的物资先运至今天巴基斯坦的卡拉奇等地，再运到印度的汀江和阿萨姆邦，然后用飞机装载，运抵我国昆明的巫家坝、呈贡、羊街、杨林、沾益、云南驿等机场。这条运输航线横跨喜马拉雅山脉、高黎贡山、横断山、萨尔温江、怒江、澜沧江、金沙江，进入中国的云贵高原和四川省。航线全长500英里，地势海拔均在4500-5500米上下，最高海拔达7000米。由于航线在世界高海拔地区，山峰起伏连绵，犹如骆驼的峰背，飞机只能在雪峰山谷间穿行，使航线看起来像骆驼的峰背，因此称为“驼峰航线”。
从1942年到1945年的约3年时间里，“驼峰航线”几乎成为盟军物资运入中国的唯一通道。“驼峰航线”是世界战争空运史上持续时间最长、条件最艰苦、付出代价最大的空运航线之一。航线经常是恶劣的坏天气，雨季空中能见度很低，雨季过后会出现多变的上升、下降气流和强劲的季节风，强劲的逆风有时达到每小时150公里以上。飞机在飞行中还会遇到严重的结冰，还会受到低气压和冰雹、霜冻等天气的困扰。因此即使最有经验的飞行员，也不能完全保证飞行安全。
在这条航线上担任运输飞行任务的是美国陆军航空运输总队和中国航空公司。中美航空队员们冒着生命危险，一刻不停地往返于印度和中国。尤其当时的中国飞行员，尽管操纵过若干种类的飞机，但并不擅长于依靠仪表飞行，对空运使用的大型美制运输机也不很熟悉。但是机组成员很快掌握了操作技术，并克服时间紧、任务重的问题，和美国飞行员一道“多拉快跑”，有的机组甚至一天飞三次往返。地勤人员为了克服备用零件不足的困难，有时甚至捡回飞机残骸上的零件以维修飞机。为了维护机场，云南军民投入了巨大的人力物力，几十万民工在各地修建和扩建机场，一旦破损或者遭到日机轰炸，就冒着生命危险马上赶来填补和修复。
在3年多的时间里，“驼峰航线”共空运到中国80多万吨物资(援助中国的物资81%是通过“驼峰航线”空运的，其中10万吨为驻华美军自用)，这些物资包括武器弹药、医药及医疗器材、车辆及各种机器设备和军用被服等。中国方面利用“驼峰航线”把15余万吨的物资运到境外，其中包括钨、锡等中国特种矿产品和战略原料，主要用于维持西南大后方的战时经济。人员运输方面，在缅甸战役中败退的中英军和难民，从中国云南到印度接受军训的中国军队，从印度到缅北、英帕尔参加战斗的中美英盟军，从印度、缅甸和云南到湖南芷江等地参加战斗的中国军队，总计有数万人经由“驼峰航线”被运往各自的目的地。
日军在得知“驼峰航线”后，派战斗机从缅甸密支那起飞，拦截没有防御能力的运输机。担任护航的是美国陆军驻印度的第10航空队和驻中国的第14航空队。据统计，仅在“驼峰航线”开通时至当年年末的半年中，飞虎队为“驼峰航线”护航就击落日机149架，击毁日机85架。1943年3月，“驼峰航线”开通16个月后，美军将“驼峰航线”的指挥权正式交给飞虎队司令长官陈纳德。从此以后，“驼峰航线”与飞虎队同在陈纳德的指挥下，两者逐渐融为一体。到盟军反攻夺回密支那后，“驼峰航线”的安全才得以彻底好转。
“驼峰航线”在1945年7月达到最高峰，一个月运输物资71042吨。1945年8月日本投降后，“驼峰航线”空运量迅速下降，到了11月30日，“驼峰航线”空运正式结束。
中、美航空队员并肩作战，总飞行时间共计约150万小时，为世界反法西斯战争取得胜利作出了巨大贡献。有统计认为，在长达3年的艰苦飞行中，中美双方参加“驼峰航线”空运工作的人员共有84000多人，美国空军在“驼峰航线”上共损失飞机468架，牺牲和失踪的人员达1579人;而中国航空公司共飞行了8万架次，牺牲飞行员168人，其100架运输机先后损失达48架，损失率接近50%。有飞行员回忆：在天气晴朗的时候，在“驼峰航线”完全可以沿着战友坠机碎片的反光飞行。
