1943年開始，世界反法西斯陣線轉(zhuǎn)入對法西斯的進攻。日軍在太平洋戰(zhàn)場已轉(zhuǎn)為全線守勢。中國政府接受美國陳納德建議，于這年10月成立了中美空軍混合團，又稱中美空軍聯(lián)隊，由一個轟炸機大隊和兩個殲擊機大隊聯(lián)合組成，中方空軍是第1、第3、第5大隊，美方人員是美國陸軍航空隊的成員和一部分“飛虎隊”的飛行員。各大隊又各由4個中隊編成。從司令部到各級指揮層，都有相應的中、美雙方的指揮官。中、美空軍雙方官兵并肩作戰(zhàn)，參加對中印緬戰(zhàn)區(qū)的日本侵略軍的戰(zhàn)略反攻。開始，第3大隊不斷出擊敵后海南、香港、九龍一帶，掃蕩敵方海運與軍事設施，屢獲戰(zhàn)果。

由于邢海帆積極要求參戰(zhàn)，一年后調(diào)至著名的中美空軍混合聯(lián)隊第3大隊第28中隊任分隊長，直接參加對日作戰(zhàn)。其間曾多次去印度接收新購進的美式新型戰(zhàn)斗機P-40N和P-51，并駕駛這些飛機飛越“駝峰”天險回國，使這些新裝備及時投入抗日空中戰(zhàn)場。此后，邢海帆又被調(diào)入國民黨空軍前線作戰(zhàn)部隊，親身經(jīng)歷了許許多多大大小小的空中生死搏斗。

當時，日本空軍在中、美空軍的聯(lián)合打擊下，由強變?nèi)?。中國空軍的作?zhàn)目的，主要在獲得戰(zhàn)場上的空中優(yōu)勢，以減輕陸軍遭受日軍的空中威脅。所以，運用兵力側(cè)重于以殲擊機部隊主動出擊，強行轟炸掃射敵之重要基地。為了對抗日軍在河南的攻勢，第3大隊以梁山、安康為基地，頻繁出動，襲擊敵地面目標，阻擊敵地面攻勢，邢海帆多次參與出擊任務。

1945年1月上旬，邢海帆參加了對敵武漢空軍據(jù)點的強行攻擊，這是一次較大規(guī)模的空中戰(zhàn)役，他所在的大隊擔任主攻突擊任務，助攻和間接掩護任務則由第5大隊和美軍空軍第14航空隊的部隊承擔。連續(xù)3天，他們共出動飛機近1000架次，集中優(yōu)勢兵力，分別對武漢地區(qū)的王家墩、徐家棚、南湖等3個日軍機場，進行突襲。當時，邢海帆是28中隊的分隊長，帶隊參加主攻突擊，任務是轟炸掃射機場上和地堡里的日機，每架飛機都攜帶兩捆帶降落傘的炸彈，這種炸彈便于在低空投擲，專門用來破壞飛機和殺傷人員。第一天，當飛臨徐家棚機場上空時，只見停機線上整齊地排列著20多架蓋著蒙布的轟炸機，那正是經(jīng)-常利用夜間騷擾我機場的日軍轟炸機。獵物誘人，邢海帆不禁高興得大叫起來，哪管敵人的地面強烈防衛(wèi)火網(wǎng)，立即帶隊俯沖下去，一陣猛射后，接著投彈轟炸，滾滾的濃煙頓時籠罩了停機場。第2天繼續(xù)出動，邢海帆繼續(xù)擔負突擊南湖機場的任務，轟炸掃射疏散隱蔽在地堡里的敵機。第3天出動，邢海帆擔負掩護任務，沒有遇到敵機。兩天的突擊，3大隊擊毀地面敵機多架，邢海帆自己駕駛的飛機也中彈10余發(fā)，幸能勉強飛回了基地。這次空中戰(zhàn)役，總共擊毀敵機71架，擊傷57架。從此敵人在武漢地區(qū)的空中力量，基本上被消滅，直到日本投降，敵空軍在武漢地區(qū)再也沒有力量組織起象樣的空中抵抗了。

在整個抗日戰(zhàn)爭期間，邢海帆參加過數(shù)十次對空、對地作戰(zhàn)行動，先后駕機擊毀日軍20多個火車頭，炸毀敵艦數(shù)艘，擊落擊傷敵機8架，獲獎章、勛章多枚，并得到當時美國總統(tǒng)羅斯福頒發(fā)的團體榮譽勛章，晉升為空軍上尉。