上海连续遭到轰炸的消息，中央十分焦急。中苏谈判到了关键时刻，1950年2月14日，中苏友好同盟互助条约在莫斯科签字。第一条规定：“一旦缔约国任何一方受到日本或与日本同盟的国家之侵袭因而处于战争状态时，缔约国另一方即尽其全力给予军事及其他援助。”这一条是中国方面提出的建议，确立了中苏两国军事联盟的基础。条约签订前，中国领导人紧急约见苏联领导人，请求苏联出动空军协助上海防空。苏联方面答应了中国的请求。
　　17日，毛泽东致电刘少奇：“保卫上海，已筹有妥善可靠办法，不日即可实施。上海工厂不要勉强疏散，尽可能维持下去。但对上述防空办法，务须保持秘密，以期一举歼敌。……”
　　毛所说的“妥善可靠办法”，是指应中国政府的邀请，苏联派出一支防空混合集团军来上海协助防空。赴上海的苏军防空集群由最精锐的莫斯科防空部队组成，莫斯科防空军区参谋长巴基斯基出任司令。2月16日早晨，在莫斯科中央机场，巴基斯基与各部队指挥员登上飞机，飞往中国。
　　得知苏联防空部队即将来上海的消息，上海党政军负责人极其振奋。上海警备司令部命令97、99和100师官兵，并动员上万民工，连夜突击扩建江湾、大场、龙华三个飞机场。3月1日，华东军区决定组建上海防空司令部，配合苏军，为其提供一切保障，由郭化若任司令员。上海军民昼夜在机场施工，国民党方面似乎感觉到了什么。3月14日，国民党舟山基地轰炸机18架、战斗机8架分批对修复的龙华机场进行轰炸，投弹194枚，将机场跑道炸了许多大坑。上海军民共同努力，终于在苏联防空集团军到达之前，三个机场全部抢修完毕。
　　为了给来上海的苏军部队创造良好的作战、生活条件，上海防空治安委员会、上海警备司令部等部门组织了好几个班子做准备工作。接待办事处设在虹桥，负责苏军的物资供应。市电讯局架通了所需要的电话线路。在上海南汇县、苏北的启东县、苏州市、浙江的海盐县建设雷达阵地。3月中旬，苏军雷达部队先期到达上海。苏军带来10部警戒兼引导雷达，20余部500瓦发报机，数十部收报机，20余部汽油发电车，还有一套收集处理、报知雷达情报的设备。
　　到3月10日前后，以上海为中心，由5个雷达站组成的地区性雷达情报系统已经形成。距上海250公里的高空飞机、150公里的中空飞机都可以及时发现、连续跟踪了。
　　根据中苏双方政府的协议，巴基斯基部队负责长江南岸到杭州湾北岸，以上海虹桥机场为中心、150公里半径(但向东不得超出海岸线)以内地区的防空任务。苏军部队有两个歼击机团、一个混合轰炸冲击机团共99架飞机，先后分别进驻虹桥、江湾、大场机场。一个探照灯团分别部署在上海市区、市郊和浦东。一个雷达营分别部署在上海市及其外围南汇、苏州、海盐、启东、镇海各点。为了严格保密和维护苏军的安全，虹桥、江湾、大场机场由上海警备司令部担任警戒，分散各地的探照灯、雷达部队驻地也都派出部队警戒。
　　米格-15歼击机是当时世界上最先进的亚音速飞机。最大速度1070公里/小时，最大飞行高度15200米，航程1782公里。机上装有一门37毫米、两门23毫米机关炮，备有200发炮弹。1948年底才交付苏联空军使用。巴基斯基部队来上海的一个飞行团拥有米格-15歼击机38架，飞行员多数有参加第二次世界大战的作战经验。
　　而国民党空军当时最好的战斗机是美制P-51歼击机，为二次大战期间研制的活塞式螺旋桨飞机。最大飞行速度704公里/小时，最大飞行高度12800米，航程3700公里，配备12毫米机枪6挺，炸弹450公斤。执行轰炸任务的B-25轰炸机，最大飞行速度467公里/小时，最大飞行高度8540米，航程5960公里，配备12毫米机枪10挺，炸弹4000公斤。对比这些参数，可以看出，苏联喷气式战斗机在高空、高速性能方面比国民党空军的飞机都要优越得多。