Тем временем в Вашингтоне сформировали штаб 20-й Воздушной армии, подчиненный непосредственно генералу Арнольду.
Главной задачей 20-й армии, в состав которой вошел и ХХ корпус, было проведение стратегических бомбардировок объектов, расположенных на Формозе, в Таиланде и Бирме. 1 марта 1944 года в состав 20-й армии вошел только что сформированный XXI бомбардировочный корпус.
20-я Воздушная армия провела свою первую боевую операцию 5 июня 1944 года. С индийских аэродромов вылетело 98 В-29. Их целью был удаленный на 1820 км железнодорожный узел Маскан, расположенный в районе Бангкока. Четырнадцать самолетов вернулось с полдороги, в основном из-за проблем с двигателями. Первоначально предполагалось, что В-29 будут лететь к цели четверками, в строю ромбом. Но выдержать строй американцам не удалось. В районе цели была плотная облачность, что заставило проводить бомбометание по радару. Строй самолетов рассыпался, машины находились на высотах от 5180 до 8230 м, хотя по плану коридор ограничивался высотами 6700–7620 м. На цель упало всего 18 бомб. При посадке разбилось 5 бомбардировщиков, еще 42 самолета сели на запасных аэродромах из-за нехватки топлива. Результаты операции оказались удручающими.
Следующей операцией 20-й армии стал налет на территорию Японии. Это был первый налет американской авиации на Японию после знаменитого рейда полковника Дулиттла в апреле 1942 года. Целью стал металлургический комбинат в Явате на острове Кюсю. По оценкам, комбинат давал около четверти всей японской стали. Доставка топлива на передовые базы в Китае заняла две недели. Операцию назначили на 14 июня 1944 года. Среди 75 бомбардировщиков, выделенных для участия в налете, 18 не смогли вылететь из-за неисправностей и неготовности экипажей. Один В-29 разбился при взлете. Налет проводился ночью для того, чтобы уменьшить шансы японской истребительной авиации на перехват бомбардировщиков и закончился полным провалом. В район цели упала только одна (!) бомба, да и то разорвалась в 1,2 км (!) от точки прицеливания. Один В-29 был сбит огнем зенитной артиллерии, а шесть упало из-за пожаров в двигателях. Погибло 55 летчиков. Несмотря на фактический провал, налет очень благоприятно сказался на боевом духе китайских строителей, которые убедились в полезности своей работы.
7 июля 1944 года В-29 провели очередной налет на Кюсю. 18 бомбардировщиков атаковало цели в населенных пунктах Сасебо, Нагасаки, Омура и Явата. Американцы старались, прежде всего, уничтожить сталелитейную промышленность Японии, поэтому следующей целью стал завод в Аньшане, Маньчжурия. Первоначально планировалось совершить дневной налёт силами 100 бомбардировщиков. Но в итоге число самолетов пришлось сократить до 72, из которых только 60 вышли к цели.