南京抗日航空烈士纪念馆位于南京紫金山北麓，是国内首座国际抗日航空烈士纪念馆，首批国家级抗战纪念设施、遗址，馆藏第二次世界大战期间，中、苏、美等国空军和航空战士在中国大地上联合抗击侵华日军的丰富史料，航空烈士公墓英烈碑上镌刻着4296名中外抗日航空先烈的名字。截至2022年，馆藏文物944件/套，珍贵文物49件/套，年度观众总数39814人。

纪念馆能够顺利建成与国内外社会各界的广泛支持是分不开的。

1932年，原国民政府在紫金山北麓建设了南京航空烈士公墓，陆续安葬了170余名在中国抗日战争期间牺牲的中国和援华的前苏联、美国、韩国航空人员。

1995年9月，在公墓上方建成了抗日航空烈士纪念碑，镌刻着3304名中外航空烈士的英名，并还将补刻990名中美航空烈士英名。由于空间和载体所限，公墓和纪念碑并不能将当年航空烈士伟绩充分地展现 在世人面前。因此，筹建抗日航空烈士纪念馆成了很多人的心愿。

2002年，向社会发出募捐号召后，南京航空联谊会一共收到了280多万元捐助。除国内个人和单位的捐款外，美国、新加坡、澳大利亚、韩国、加拿大、日本等国家的个人也为纪念馆的建设“慷慨解囊”。

2008年4月4日，在各方的努力下，纪念馆奠基，由南京市中山陵园管理局组织施工。

2009年，建成抗日航空烈士纪念馆，不少抗战航空官兵的家属曾来拜祭。

2014年9月1日，南京抗日航空烈士纪念馆被国务院列为第一批国家级抗战纪念设施、遗址名录。

2024年4月，据南京抗日航空烈士纪念馆消息，该馆将通过钟山风景区的官方网站陆续公布抗日航空英烈名录。首批公布的是1468名中国籍抗日航空英烈相关信息，后续还将分批公布前苏联、美国籍抗日航空英烈名录。此次公布的中国籍抗日航空英烈相关信息包括英烈姓名、籍贯、生卒年月等。此前，依据历年研究工作和烈士亲属反馈，纪念馆已对英烈碑和衣冠冢上部分信息进行了勘误、补充。

在2024年清明节前夕抗馆公布中国籍抗日航空英烈名录后，截至2024年7月7日，抗日航空英烈亲属、社会热心人士等累计向抗馆捐赠42件／套抗日航空英烈遗物和文物史料。

2024年9月3日，南京抗日航空烈士纪念馆通过中山陵园管理局的官方网站公布了英烈名录。这是中国首次对外公布2590名美国籍抗日航空英烈名录。相关信息包括英烈姓名、职务、牺牲时间，同时，同步举行了美籍在华牺牲飞行员杰克·哈梅尔（JACK W.HAMMEL）中尉补名仪式，将英烈的名字补刻在了馆内英烈碑上。

2024年11月22日， 南京抗日航空烈士纪念馆通过中山陵园管理局官方网站，公布236名苏联籍抗日航空英烈名录。

纪念馆位于南京钟山北麓抗日航空烈士公墓旁，占地30亩，建筑面积2200多平方米，由“奋勇抗战”“国际援华”“壮志凌云”“缅怀先烈”4个室内馆区及陈列雕塑、战机模型的两个室外展区组成，通过文字、图片、实物、文物史料、多媒体、场景再现等多种手段，全面展示了中、美、苏等国空军共同抗击侵华日军的英雄事迹，成为南京一处新的爱国主义和国际主义教育基地。

整个纪念馆基本上是由三角斜线构成。纪念馆前是一座巨大的雕塑，一个三头六臂的“正义之神”骑在飞天虎上，手拿着弓箭对着天空准备射去。“正义之神”雕塑，象征着中、苏、美三国团结一心联合抗战。

纪念馆共分为四部分，分别由“奋勇抗敌”、“国际援华”、“壮志凌云”和“缅怀先烈”以及部分室外实物展品组成，通过实物、文字、图片、影像等形式全面展示了中国空军和国际援华空军共同抗击侵华日军的英雄事迹。

“奋勇抗敌”展厅，一架美国“霍克-3”驱逐机昂首挺胸停放在钢制平台上，平台下的地面坑坑洼洼，像极了重庆被轰炸后的废墟街道。

地下层有一个由模拟机舱组成的展厅。届时在飞机头段将有很大的一个操纵盘，市民可通过多媒体电子沙盘模拟体验驾驶感觉。在南京抗日航空纪念馆门前的空地上，是一架仿造当时的美国战斗机做出来的1：1飞机模型。此外，纪念馆已经搜集到包括俄罗斯在内的多件抗日航空烈士文物，将会在纪念馆开馆时一一展出。

截至2022年，馆藏文物944件/套，珍贵文物49件/套。

“在一号展馆‘奋勇抗敌’中有两件镇馆之宝，是江苏籍航空英雄陈怀民的一副航空手套和银饰，这也是展馆征集到的首件文物。

陈怀民是我航空英雄中最为著名的烈士，时任第4航空大队第21中队飞行员，1938年武汉“4·29空战”中，他在击落一架敌机后受到5架敌机围攻，飞机油箱着火。本可跳伞求生的陈怀民毅然驾机撞向敌机，与敌同归于尽。这副航空手套，是陈怀民在升空决战的前夜留给妹妹陈难的。陈怀民牺牲后，妹妹一直把这副手套珍藏在身边。

1986年，她将手套托人从长沙交给了航空烈士纪念馆。不过，令人惋惜的是，一直牵挂“抗馆”建设的陈难女士，如今已离开人世。

此外，俄罗斯联邦驻华大使馆公使衔参赞陶米恒为纪念馆带来了从俄罗斯外交部档案馆资料中整理出的24份文件的电子版。“飞虎队”队长陈纳德将军夫人、美国国际合作委员会主席陈香梅女士赠送了陈纳德将军的日记本、勋章等一批珍贵文物。为纪念英勇献身的抗日航空烈士，让更多人了解当年历史。

2023年4月，南京抗日航空烈士纪念馆向社会公布了一批最新的文史征集成果，其中包括上世纪四十年代的航空烈士公墓航拍照片，周耀庭遗骸入葬航空烈士公墓通知及空军烈士遗族参加公祭典礼须知，空军军官学校16期同学签名合影，陈毅市长签发任命杨季豪烈士妹妹杨定珍为上海市第四十四业余中学副校长的《上海市人民委员会任命通知书》，以及一批抗日航空烈士亲属口述史采访视频等。

2024年2月，2024中国南京国际梅花节期间，抗日航空烈士纪念馆举办的《抗战记忆 英烈永存——文物史料征集专题展》与公众见面。9月3日，南京抗日航空烈士纪念馆通过中山陵园管理局的官方网站对外公布2590名美国籍抗日航空英烈名录。相关信息包括英烈姓名、职务、牺牲时间。

2020年12月，入选第四批国家三级博物馆名单。

2015年10月15日，俄罗斯联邦驻华大使馆公使衔参赞陶米恒在南京将根据俄罗斯联邦总统令签发的“伟大卫国战争胜利70周年”纪念奖章颁发给南京抗日航空烈士纪念馆。该银色圆形纪念奖章上刻有“70”字样，意指纪念世界反法西斯战争胜利70周年。在同时颁发的纪念证书上，用俄文写有“授予‘1941—1945伟大的卫国战争胜利70周年’纪念奖章”的字样，并有俄罗斯联邦总统普京的签名。

2024年8月，被评为第五批国家二级博物馆。