“九一八”事变后，佟彦博怀着忧虑的心情从学校回到义县老家。在家仅住了两三天就去了天津，当时他二姐佟彦蓉和二姐夫住在天津。不久，东北大学从沈阳迁往北京,佟彦博听说后，急忙从天津赶赴北京，到东大报到继续学业，次年从东大毕业。

1933年，佟彦博听到张学良对东北流亡学生的讲话后,对日本侵略中国非常愤慨。他怀着对家乡沦丧的耻辱和忧国忧民的心情,放弃了出国深造的机会，立志报国，动员并携同数名学友，毅然投笔从戎。当时，适逢国民党空军招考，佟彦博以他强健的身体素质、流利的外语和坚实的大学学业基础，顺利考入中国空军，受训于杭州笕桥航校，主学轰炸系。

1935年他以优异的成绩，毕业于笕桥航校第三期，留校任教官。

1935年至1939年间,佟彦博曾历任中国空军部队分队长、副中队长、中队长、副大队长、大队长等职务， 数次奉命对日作战，不顺个人安危，英勇顽强，屡建战功。

四、远征日本

1937年12月，日本侵略者以30万精锐之师夹攻徐州，企图消灭中国军队主力,迅速占领中原乃至全中国。但是徐州一仗，双方激战近半年，特别是台儿庄一战，中国军队主力没有被消灭，日军却损失2万余人,震惊日本朝野。近卫首相坐立不安， 决心扩大侵华战争，于是颁布了《国家总动员法》，准备动员更多的兵力来围攻武汉，迅速占领中国。为了向日本各界人民揭露军国主义扩大侵略战争的阴谋，提高日本人民的反战觉悟，中国在反法西斯战争中打了一次漂亮的“精神战”。

1938年5月初的一天，国民政府军事委员会政治部第三厅厅长郭沫若从航空委员会秘书长宋美龄那里拿回了《告日本国民书》、《告日本工人书》、《告日本各党政人士书》等传单稿，动员三厅全体工作人员连日赶印几百万份。当时国共合作、 一致抗日气氛很浓的三厅全体工作人员，克服了种种困难，日夜奋战半个多月，终于胜利完成了任务。

担负此次远征任务的，是空军第二大队十四中队队长徐焕升、第八大队十九中队副队长佟彦博等8名空中勇士。担任驾驶的徐焕升、佟彦博技术精熟，曾为蒋介石驾驶过座机。临“出征前，蒋介石亲自接见了8人，给以亲切鼓励。

5月19日上午10点左右，两辆大卡车装载宣传品从汉口江汉关旁的航空委员会出发，驶向王家墩机场,装上了机舱。下午3时23分，徐焕升和佟彦博率领洪养孚、苏光华等人驾驶两架美制“马丁” B-10B重型轰炸机，带着数以吨计的宣传品起飞，经南昌、衢州至宁波，在宁波前进基地加足油料，稍事休息后，于当天深夜23时48分起飞，跨越重洋，直袭日本本土。20日凌晨2时,我两架雄鹰到达日本长崎上空。当梦中的敌人被我战鹰的怒吼声惊醒时,他们仍然认为中国的飞机不可能也不敢偷袭大日本帝国的领空。当他们清醒后打开探照灯时，飞机已经远去，只见满天白花花的“雪片”纷纷飘落，我们的战鹰已在福冈、佐贺等九州各城市撒下了“精神战纸弹”那天夜里，日军惊恐万分，警报齐鸣，闹了一夜后，才知道是中国空军撒下了比炸弹厉害几百倍的宣传品。而这时，佟彦博等八勇士已安全返航，分别降落在玉山和南昌机场，并于当天上午飞回汉口机场。汉口机场上军乐大作，掌声雷动，数千人在这里热烈欢迎远征归来的勇士。行政院长孔祥熙、军事委员会参谋长何应钦、航空委员会主任钱大钧等都到会祝贺。

第二天，武汉各报及电台都发了特别“号外”向全世界宣告了中国空军在日本本土投下“纸弹”的消息。盟国报刊也纷纷详加报道，并发表评论。日本举国骚动，天皇震怒。觉醒的日本人民纷纷起来，反对军国主义发动的侵略战争，国内外“反战同盟”不断出现,妇女上街游行反对丈夫参战，父母上街示威反对儿子当兵，有的在舆论界大声疾呼反对军国主义，有的还直接参加了打击日本侵略者的战斗行列，甚至为此献出了宝贵的生命。日本近卫内阁在事情发生6天后被迫集体辞职。

五、历经坎坷

1939年底，佟彦博奉命去苏联学习并协办苏联援华军事物资(主要是空军所需作战物资)。他身负重任，为打击日本侵略者,为国为民日夜操劳。当时他的同行苏联朋友称他为“不知疲倦的人”。由于受到周围环境的熏陶和我地下党的影响，引起了他思想。上的急剧变化。1942年回国后，佟彦博被国民党以共产党嫌疑犯的罪名，软禁在四川峨嵋山上,审查、反省达八个月之久。后经航空委员会副主任王叔铭力保，才得以重新启用，任昆明地区空军作战科科长。

六、空中遇难

1943年下半年，佟彦博出任空军某部第二大队(也称渤海大队)少校大队长,他的主要任务是训练部属驾驶美国援华的美式B-24、B-25、B-29等轰炸机。B-25是性能优良的远程中型轰炸机，1942年4月18日美国飞行员杜立特驾驶该型飞机轰炸日本本土，这种轰炸机从此声名远扬。B-29是第二次世界大战中最先进的战略轰炸机，称为“超级空中堡垒”，其载弹量为2万磅，比日本重型轰炸机的载弹量大近10倍，是美国空军战略轰炸部队的主力飞机。

当时是美国教练教佟彦博，再由佟彦博教中国飞行员，昼夜做飞行训练，历时6个月,既艰巨又劳累。1944年1月4日,这批飞行员毕业典礼的第二天，佟彦博在训练飞行员作盲目飞行时，飞机在成都北新繁地区失事,佟彦博血酒长空，遇难殉职，时年33岁。

佟彦博的遗骨葬于成都磨盘山中国航空公墓(现改为成都市第二公墓)。根据最高军事当局的指示，鉴于佟彦博在抗日战争中作战英勇，战功累累，追认他为空军英雄，在成都机场旁修建彦博室，并把从成都到昆明的航空线命名为佟彦博路，以资纪念。