Работу оборонного значения среди населения организации Осоавиахима вели в тесном содружестве с ленинским комсомолом. Призыв IX съезда ВЛКСМ "Комсомолец - на самолет!" - вызвал все усиливающийся приток молодежи в авиационные клубы и кружки. Руками комсомольцев и молодежи в свободное от работы время были построены многие аэроклубы и спортивные аэродромы, в том числе Центральный аэроклуб СССР имени Чкалова.
Группы энтузиастов-общественников конструировали новые самолеты, планеры, парашюты, вели научные и практические работы по созданию ракетной техники. В Осоавиахиме начинали свою конструкторскую и научную деятельность многие известные конструкторы: О. К. Антонов, С. В. Ильюшин, А. С. Яковлев, ученые В. С. Пышнов, Ф. А. Цандер.
К 1940 г. Осоавиахим располагал 182 аэроклубами, 4 авиационными школами по подготовке инструкторов, 36 планерными и 12 авиационно-техническими клубами. Кроме того, на предприятиях, в колхозах, учреждениях и учебных заведениях страны развернулась широкая сеть авиационных кружков. За предвоенные годы в учебно-спортивных организациях Осоавиахима были подготовлены десятки тысяч летчиков, планеристов, парашютистов, авиационных техников. В кружках и клубах получили первичную подготовку многие летчики, прославленные в боях Великой Отечественной войны, - трижды Герои Советского Союза А. Покрышкин и И. Кожедуб, дважды Герои Советского Союза А. Молодчий, Н. Скоморохов, А. Боровых, Г. Речкалов, М. Одинцов, Г. Паршин.
Успешно решались и задачи боевой подготовки личного состава ВВС. До 1939 - 1940 гг. большинство авиационных полков было укомплектовано хорошо подготовленным летным и командным составом. Некоторые командиры авиационных звеньев, эскадрилий, полков и дивизий имели боевой опыт, полученный в Испании и Китае, на реке Халхин-Гол и в советско-финляндской войне. Летный состав практически обучался бомбометанию на полигонах, воздушной стрельбе, высотным и маршрутным полетам, действиям ночью и в сложных метеорологических условиях.
Уровень боевой подготовки авиационных частей в основном отвечал требованиям того времени. Основная масса экипажей фронтовых бомбардировщиков была подготовлена к самолетовождению по компасу и земным ориентирам и к бомбометанию с горизонтального полета днем в простых метеорологических условиях. Летный состав дальнебомбардировочной авиации был подготовлен к самолетовождению и бомбометанию ночью в простых метеорологических условиях. Некоторая часть ее экипажей имела боевой опыт действий в сложных метеоусловиях и ночью. В войне с Финляндией зимой 1939/40 г. успешно действовал особый авиаполк, укомплектованный экипажами мастерами слепого полета и бомбометания с пикирования. Этот полк вел непрерывные боевые действия днем и ночью в течение 63 суток из 70, в то время как другие авиачасти за этот же период по условиям погоды вели боевые действия только в течение шести - восьми дней. На опыте этого полка были разработаны система бортового и наземного оборудования, программы подготовки летного состава для полетов в сложных метеоусловиях и новое наставление по штурманской службе (НШС-40).