1970年2月17日,空军歼击航空兵第47师在宁夏银川成立,该师以原空2师第5大队和空32师第96大队为基础组建,空14师副师长马占民任师长,潘景和(后任兰空副政委)任政治委员,下辖第139、第140两个大队,装备国产歼-5型、歼-5甲型以及苏制米格-15比斯型飞机。
1970年3月23日至30日,遵照中央军委批准的《军区空军机关精简方案》,兰空领导机关按照新体制进行整编,将原7部2院(即:司令部、政治部、后勤部、工程部、军训部、高射炮兵指挥部、雷达兵部及军事检察院、军事法院)合编为司、政、后三大部。4月1日按新体制办公。
1970年6月10日,空军党委下发通知,遵照国务院、中央军委1970年5月15日第40号文件,确定将国防科委第20基地担负空空导弹、地空导弹武器装备试验打靶任务的第二、第三试验部划归空军建制领导。同年6月15日至7月3日,兰空副司令员马宁、军委空司二炮部处长李德恒等人组成接收组,与20基地张志勇副司令员领导的移交组,在20基地进行了交接。双方协商确定,从1970年7月1日起,第20基地所属第二、第三试验部,以5月30日的人员、装备、器材、经费、物资、营房和营具的实有数为准,按建制全部划归兰州军区空军建制领导,其业务领导关系归军委空军。翌年1月16日,军委空军下发通知,将原国防科委第20基地第二、第三试验部,分别改称为空军第一训练基地和空军第二训练基地,均执行师级权限。
1970年8月25日,经军委空军批准,以原6院8所和3机部172厂试飞站为基础,组建空军试飞基地,执行师级权限。
1970年7月21日至8月7日,兰州军区空军出动航空兵部队参加了军区组织在青铜峡地区组织的战役演习。
1971年6月至12月,按照空军统一部署,空6师第18团歼-6型飞机19架、歼教-5型飞机2架由甘肃中川转场福建前线连城机场参加轮战锻炼,其间共战斗起飞167批668架次,圆满完成任务。
同年12月15日,空6师派出歼-6型飞机4架组成作战小分队,首次进驻西藏贡嘎机场,成为人民空军第一支进入西藏高原驻训的歼击航空兵部队。此后,兰州军区空军按照军委关于“为便于更多的部队得到高原飞行的锻炼,派出歼击小分队进行轮战”的指示,先后3批组织空6师、空46师入藏轮战驻训。
文革初期,兰州军区空军奉命同驻陕的陕西省军区、陆军第21军一起,执行陕西地区“三支两军”任务。1968年5月1日陕西省革命委员会成立,杨焕民司令员兼任副主任职务。
“9.13事件”后林氏父子折戟沉沙,兰州军区空军大约是因为远离权力中心的缘故,受到的冲击和影响并不算大,军区空军机关仅揪出了个王绍渊副政委,重点清算的,还是他任南空副政委时与江腾蛟(林彪死党、南空政委)、高浩平(南空政治部副主任)勾结,在南京空军“乱军夺权”的问题。
与之形成鲜明对比的,倒是更加远离权力中心,甚至远离内地的新疆空9军,不知为何头脑发热,居然未经空军党委同意,擅自以军党委名义向所属部队发出了一封《告全军指战员公开信》,号召全军指战员无条件忠于“帅门虎子”林立果。此事后来被周恩来总理严肃批评。空9军第一政委、党委第一书记李全春因此受到审查,后被撤销职务。新疆维吾尔自治区和新疆军区两个党委在上报中央的报告中指出“空九军李全春同志是上了贼船,陷得更深。”
1972年5月20日,经中共中央批准,中央军委决定,任命兰州军区空军副司令员马宁为空军司令员。由副兵团职干部连升三级的马司令员曾任空20师师长、空1军副军长、军长,1970年4月调任兰空副司令员。粉碎“四人帮”后,在中央文件上马宁被点名,指其与“四人帮”有牵连,1977年4月免职,后按副兵团职待遇离职休息。
1973年10月,高炮1师由甘肃兰州调防青海海晏,执行要地防空任务。12月,在陕西阎良6院8所组建试验飞行团,原空军试飞基地撤销。次年3月7日,改建为空军试飞团,归空11军建制领导。
1974年8月,兰州军区空军组织空23师轰-5型飞机3架,由陕西临潼进驻西藏日喀则驻训,开创空军轰炸航空兵部队首次进藏训练的先例。同月及翌年10月,空36师也两次组织轰-6型飞机进驻日喀则,验证和总结中型喷气式轰炸机在高原地区飞行的经验。
1974年12月至1975年12月,空47师师指挥班子率第139团,飞机27架、人员430名由银川转场至福建连城参加轮战锻炼,期间共战斗起飞130批520架次。
1975年2月,经军委空军批准,兰州军区空军辖区内的空军院校,由空军直属改为兰州军区空军建制领导。
1975年4月,空军地空导弹第14团由甘肃山丹调防新疆乌鲁木齐,划归空9军建制领导,该团为原探照灯第6团1974年7月改建而成,后该团整编改番号为空军地空导弹第6团。
1975年8月,经中央军委批准,兰州军区空军司令员杨焕民调任南京军区空军司令员,南京军区空军司令员刘懋功调任兰州军区空军司令员。
同年10月31日至11月15日,兰州军区空军出动各型飞机33架,起飞56批84架次,圆满完成了兰州军区景泰川地区陆军师检验性实兵演习的空中支援任务。
1976年3月,空军高炮部队整编,高炮1师由甘肃海晏调防辽宁鞍山,与高炮12师合并组建新的高炮1师。高炮13师番号撤销。
1976年5月,兰州军区空军机关按总参颁发的编制进行整编,组建航空工程部,辖外场、订货、工厂管理3个处。司、政、后相关部门也进行了整编。
1976年4月10日至6月23日,兰州军区空军根据军委指示和空军关于直-5飞机进藏试飞会议精神,组织航空兵独立运输团尹锡山、黄李晋机组进藏进行科研试飞,圆满完成任务。
1977年8月8日,空军党委决定,授予在试飞过程中临危不惧,为保护国家和人民生命财产安全驾驶故障飞机迫降受伤的空军试飞团1大队飞行员王冠扬“雷锋式的飞行员”称号。
1978年5月,任命济南军区空军第二政治委员王平水为兰州军区空军政治委员。原兰州军区空军政治委员刘镇改任顾问。
1978年9月20日至10月12日,经总参批准,兰州军区空军组织了代号“黄河”的兰州地区反空袭实兵演习,演习由兰空袁学凯、耀先副司令员指挥,38个团以上建制单位21530人,各型飞机79架参加了演习。
1978年10月,根据空军命令,空军第2高炮学校改称空军第2高射炮兵学院。
1978年11月1日,空9军改称新疆军区空军指挥所,直属空军建制,受军委空军和新疆军区双重领导,空9军军长宋连弟任主任,空9军第二政委李刚任政治委员,兰空驻新疆部队划归新指建制领导。
同月20日,南京军区空军所属强击航空兵第45师师部及所属第133、第134团由安徽蚌埠调防甘肃打拉池。该师1969年11月组建,1976年5月由歼击航空兵师改编为强击航空兵师。
1979年3月,兰州军区空军政治委员王平水调任军事学院副政治委员。同年4月16日,新疆军区空军指挥所改称乌鲁木齐军区空军指挥所。

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