在沈崇诲及战友英勇斗争中，第二大队成为一支战功卓著的队伍。“第二大队是中国空军中的铁的骨干，在整个空中抗战过程中，要算这第二大队给了骄狂的敌人以最痛烈的迎头打击。使敌寇于震惊恐怖之余，不由自己的深感到我第二大队的威力”。“‘八一三’后，当第四驱逐大队英勇地扫荡东线血红的上空时，另外在中国空军光荣的轰炸史上，亦划了一道彩虹炫目的纪录这一个强壮伟大的纪录，便是第二大队——中国空军中的突击边团的伟岸的战绩”。
1934年,航空学校三期学生,左起：夏振扬、沈崇诲、郑景和、佟彦博、祝鸿信、王士箨（朱力扬：《中国空军抗战记忆》，浙江大学出版社，2015年）
1937年7月7日卢沟桥事变爆发后，中国爱国军民在抗日民族统一战线的旗帜下奋起抗击日军。8月中旬，日寇调动海陆空军的精锐主力在上海登陆，淞沪抗战爆发。沈崇诲等空军将士义愤填膺，纷纷上书请求上阵杀敌立功，配合陆、海军作战。
战斗中，日军在空中占有明显的优势，飞机数量远远超过中国空军，飞机性能也优于中国，并有航空母舰作为后盾，气焰十分嚣张。当时中国空军只有五个飞行大队，沈崇诲所在的第二大队驻扎在安徽广德，装备的是美制诺斯罗普式轻型轰炸机。
由于中日空军实力相差悬殊，中国空军伤亡惨重。但死亡的威胁更激发了沈崇诲的斗志，正如他在战前悼念已殉职的同学时曾写道：
愿我们同学永继英志，互相规劝，共同前进，而效“死” 国家。苟一日得雪旧恨新仇，有余生者，以鲜花果酒，奠诸故友灵前，那么，他们虽牺牲于今日，亦可无遗恨于将来。希我们共勉之。
8月14日，空军第二大队奉令出击，担负轰炸日军第三舰队及敌人在杨树浦码头堆集的军火，支援陆军反击。在中队长布置完战斗任务后，沈崇诲大声地对飞行员说出了中央航校旗杆底座上的口号：“我们的身体飞机和炸弹，当与敌人兵舰阵地同归于尽！”在死亡威胁面前，这句铿锵有力的话鼓舞了飞行员斗志。
这时，广德上空大雨倾盆，天气恶劣。空军第二大队冒雨起飞，在空中集队后沿预定航线飞行，为了达到奇袭的目的，先由上海以西飞过浦东，然后由东回西，进入目标区。这时，日军用各种不同口径的高射火器构成严密的火网，企图拦截我空军部队。但空军将士不畏艰险，在沈崇诲的率领下冲入敌阵，迅速投下炸弹，并作低空扫射，其他分队也随之轰炸扫射。当时，日军正在码头登陆，未料到我英勇空军敢于冲破火力网到达这里，一时慌了手脚，被我空军的炸弹和机枪打乱了阵脚，杨树浦码头上堆满了日军军火，顿时起火爆炸，敌军乱成一团，码头上火光冲天，我正在与敌作战的陆军部队看到日军的惨状，都高兴得欢呼跳跃，挥帽向英勇的空军致意，第二大队乘敌人混乱之机，脱离战场，全队安全返回广德机场。
