于辽宁省（今属吉林省）三棵一贫农家庭。父，母李氏（）。在家里8个孩子中为长子。13岁的他为减轻家庭负担，毅然投笔从戎，转入东北陆军军官教育班。1924年东北军扩建空军后，他改名高志航，报名赴法国学习飞行。
1934年春，高志航晋升为空军第四大队大队长，辖21、22、23中队。1935年，高志航被派至意大利考察1年。后在飞行表演中表现出众。归国后，高志航担任教导总队副总队长，协助总队长工作，在集训驱逐机部队所有。培养出如：、、、、、沈以琴、罗英德等优秀飞行员。
1937年11月21日，高志航奉命赴兰州接收苏联援华战机，转场至河南周口机场时，因毛邦初不允许其冒雨驾机带队参加空战只命令其原地待命，实则毛邦初是想借日本人之手迫害高志航，但高志航部队却遭遇敌机空袭。他率战友迎敌，机场伤亡惨重，高志航腿部受伤奋力登机，在滑出跑道的瞬间尚未起飞就不幸被日机炸弹命中而牺牲。
1907年5月14日生于辽宁省通化县（今属吉林省）三棵榆树村一贫农家庭。父高景文，母李氏。在家里8个孩子中为长子。童年时期在家务农，9岁入学。1920年考入奉天（沈阳）中法中学。同年，13岁的他为减轻家庭负担，毅然投笔从戎，转入东北陆军军官教育班。1924年东北军扩建空军后，他改名高志航，报名赴法国学习飞行。1926年开始主修驱逐机专科，毕业后又授军衔前往的法国陆军航空队第23驱逐团见习。1927年1月，19岁的高志航以优异成绩学成回国，随后被张学良将军任命为东北航空处飞鹰队少校（陆军衔）驾驶员，旋转任东北航空教育班少校教官。此间，由于他对技术精益求精，故每次演习均获得奖励。然而在不久的一次演习中，由于机械故障，不幸于降落时右腿折断。后经南满医院治疗，腿虽复位但稍有弯曲。因对驾机存在障碍，不得不在哈尔滨医院打断另接。愈后，腿比原来短一分，要靠穿后跟鞋调剂。通过自身努力，很快就恢复了驾驶，而且技术上比以前更有进步。因此得“高瘸子飞行员”绰号。
1931年“九·一八事变”后，东北军受南京政府命令撤入关内，以待国联裁决，实行不抵抗主义。此时，高志航目睹日寇横行，惨杀同胞，觉得耻于留在敌占区，便将家属遣返原籍，只身一人化装入山海关，准备投靠山东韩复榘军队。后经时任国民党军政部南京航委会航空大队长的留法同学邢铲非介绍，到杭州笕桥中央航校高级班接受短期培训，结业后因其东北军身份受到排挤，只能作为一名无单独飞行资格的空军少尉见习。
在1932年春航委会第一次检阅时，高志航的飞机虽在起飞时出现过小小意外，但其在整个飞行过程中的娴熟技巧却给在场的所有观摩者们留下了深刻印象。结果非但未受到处分，反被提升为第8队的中尉分队长。此后，他通过刻苦自修，很快就掌握了在国际上堪称一流的夜间不打灯起飞、倒飞和弧形飞等飞行绝技，并在第2次检阅时名列第一。随后成为航校驱逐机班的上尉教官。半年后又晋升空军教导总队少校总队附。
1936年10月31日是蒋介石的50华诞大庆。这天，航委会特别在南京举行了一次有英、德、意等国空军参加的空战技术和飞行特技表演。当时正留守杭州的高志航闻讯后，主动驾机前往参加。其间，他以自己的拿手好戏在空中尽情展示，博得场上各路嘉宾的阵阵喝彩，亦使几支欲争高下的外军特技队相形见绌。表演结束后，蒋对他的高超技术赞不绝口，很快，消息就通过国内外的各种媒体传了出去。从此，高志航的名字在军中几乎人人皆知。
不久，高志航奉之命前往意大利购买战机。其间应邀在意大利上空表演了他的飞行特技，深受称赞，并受到了的召见。然而，该国军火商却以大批金钱向他行贿，企图向他推销一些落后的机型。但遭到了他的断然拒绝，并决定改向美国购机。最后，他不辱使命，顺利从美国购回了100架“霍克式”驱逐机。回国后，政府随即组建了5个飞行大队，任命他为第4大队长，并晋升中校。辖21、22、23中队，协助总队长毛邦初工作，同时在杭州中央航校开始训练新招募的飞行员。培养出如刘粹刚、柳哲生、董明德、李桂丹、郑少愚、沈以琴、罗英德等优秀飞行员。
1937年7月，爆发。为防止日军突破，陷，下、切断中方后方资源及退路，空军第四大队于七月中旬由原驻地江西南昌秘密进驻河南周家口机场待命昼夜随时备战。由于爆发，13日中午大队接到航委会命令，全队紧急转场，以笕桥机场为前进基地。
1937年8月13日，爆发，14日当天早饭后，时任第四航空大队大队长高志航飞南京开会，行前
指示空军第21中队队长李桂丹率21、22、23各中队按命令提前行动。下午，在经过冒雨、穿云，克服恶劣气象条件的长途飞行后，4大队21、23中队先行达到笕桥机场，高志航大队长也从南京直接飞抵笕桥。而此刻正好收到最新日机进袭情报，敌大型轰炸机若干向笕桥方向而来，高志航立刻前往起飞线前，以喊话、手势命令正在降落的21、23中队队员赶快再次起飞，利用最后一点余油拦截日机。高志航立刻驾机起飞，击落日机一架这是中国空军首次击落日机。在十多分钟的空战中，高志航击落日长机一架共击落敌机两架，全大队击落日机六架。事后统计，光是落在笕桥附近的敌机残骸，就有六架，都有照片，据信日本飞机也有可能坠落在钱塘江、太湖、及附近海面，所以，八一四空战缔造的六比0纪录，是一个非常保守的成绩。另说，这次原本欲突袭杭州笕桥中国空军基地的日本轰炸机，全军覆没，不是被击落在笕桥附近空域，就是负伤后分坠毁在归队途中。日本军阀稍晚承认，出击杭州笕桥的十八架飞机当中，有十三架“失踪”。
当时中国空军装备的“霍克III”驱逐机
日本海军“96”式舰载战斗机
（此后的1939年9月，国民政府正式下令每
年8月14日为。）从此高志航与战友刘粹刚（1937年10月在支援时，座机燃油告罄，迫降时不幸碰撞城楼而以身殉职，时年24岁。）、李桂丹（1938年2月在武汉保卫战中与日机互撞时牺牲，时年24岁）、（1937年12月在与日军空战中，其座机被敌击中。跳伞时，为避日军射击，张伞过迟，壮烈殉国，时年22岁。）并称为中国空军“”。8月15日晨，航空队第2航空战队派出多批34架飞机从“”号航母上起飞袭向杭州。高志航击落日长机一架，共击落日机两架，后左臂中弹返回机场。杭州各界得知后，纷纷前往慰问，时任军事委员会委员长特汇来一万元大洋，并专电褒奖，责令送相对安全的汉口治疗。出院后，晋升为空军驱逐机上校司令，专责南京防空任务，指挥第三、四、五3个航空大队，并兼任第四航空大队大队长，第四航空大队亦被命名为“志航大队”。10月，日机入侵南京，高志航率机迎击，击落日机一架。中国空军在南京上空击落17架日机损失两架飞机。
日本“九六”式轰炸机
1937年11月，高志航奉命赴接收苏联援华的战机。根据命令他率援助的战机飞至周家口。因天气恶劣，留原地待命。11月21日，周家口机场接到报告，有11架日机向该机场飞来。他立即下令作战，然而此时日军战机已飞至机场上空，在日机的俯冲轰炸下高志航登上座机，刚进入机舱既被早有准备的日军战机投下的炮弹炸中而殉国，时年30岁。同时殉国的还有第四航空大队军械长冯干卿、到机场送饭的伙夫郭万泰等六人。牺牲时，高志航的双手还紧紧握着飞机的操纵杆。
牺牲后，国民政府和军委会追授高志航军衔。在汉口商务会大礼堂举行的追悼会上，蒋介石亲自主持，并敬献花圈致哀，上书“高志航英雄殉国，死之伟大，生之有威，永垂千古”。也参加了追悼会，称赞高志航“是中华民族的英雄，为抗日牺牲的，为民族牺牲的。”1993年，92岁高龄的为这位东北同乡、当年的部下题词：“东北飞鹰，空军战魂”。
高志航
78岁的还是满头卷发，一生都固执地盘在她头顶的卷发，使其被迫听了无数次“二毛子”的称呼，每次她都跳起来骂回去，即使“文革”时期被关进监狱也如此。她的父亲就是第一个打下日军飞机的空军英雄高志航，母亲是流亡中国的人葛莉亚。
父亲个头矮，直到后来也才1.67米，所以一开始就落选了，后来他想出了主意，自己写了封法语信给张学良。说把名字“铭久”改成“志航”，表明了献身航空的决心。就这样，父亲如愿以偿去了法国木拉诺高等航空学校。我东北军在内蒙古执行任务的时候，他认识了母亲葛莉亚。母亲是白俄流亡贵族，两人是在商店买东西时候认识的，母亲只会说和法语，说了半天店员也不明白，会法语的父亲上去解了围。结果两人在私下结婚。
高志航家庭
爸爸在东北军当飞行员，当时从国外进口了一架飞机，试飞时候，弹出，把他腿打断了。当时找了个日本医生接骨，那医生很不负责，连碎骨头都没清除就接上了，导致爸爸的腿开始。妈妈见情形不对，跑到哈尔滨找到她认识的一个著名的医生，由这医生出面给东北航空委员会写信，表示要重新治疗，航空委员会才把爸爸转院到这医生手中。就是这次手术，才发现上次日本医生治疗马虎。妈妈精心照料爸爸几个月，他终于恢复了，但一条腿比另一条腿短了。
爸爸入关后，辗转找到了在法国航空学校的同学邢铲非，在他介绍下，1932年他到了南京，找到中央，见到了航空总队队长毛邦初。毛邦初表示久仰高志航的飞行技术和训练水平，“当前国家正在用人之际，中央航空署欢迎你。但是本署规定，凡空军军官不能与外籍女子通婚，听说大队长夫人系贵胄之后，本署不能违背规定，还请高大队长慎思，二者善择其一”。
两人感情深厚，听到消息后抱头痛哭。后来两人想出了办法，表面上分开，但是爸爸给妈妈在郊区租了民房，两人还是在一起偷偷厮守。结果被毛邦初发现了，把我妈妈驱逐出境。
1932年，我爸爸再婚，对方是当时上海英语专科学校的校花，她是女学生给空军英雄献花的代表，而我爸爸是当时万众瞩目的英雄。可是两人结婚后时常有摩擦，爸爸喜欢打猎、摄影，而她喜欢打牌、交际，生活习惯完全不一样。
高志航追悼会之后，高志航之弟高铭魁和随行官员护送英烈灵柩，准备由湖北宜昌经水路送往厚葬。1937年11月28日，灵柩运抵宜昌。宜昌学生戴着白花，举着“壮志未酬身先死，长使英雄泪满襟”战魂犹在的标语，为英魂送最后一程。因为高志航在法国接受教育，一直信奉天主教，因此他的就停在二马路天主教堂地下室。用纱布缠好的遗体装在宜昌提供的黑木棺木中。由于当时敌机轰炸频繁，宜昌码头非常混乱。处于安全考虑，高铭魁将灵柩留下，迅速离开了宜昌前往重庆。得知高志航安葬在宜昌，日机竟来宜昌轰炸了7天。
1938年初，二马路天主教堂决定安葬高志航。宜昌神甫龚澔等人为英烈举行了隆重的仪式。安葬地点即现在的宜昌市夷陵大道181号老医专院内，两棵香樟树与一棵桂花树之间。由于担心日军报复开挖，没有留坟头和立碑。由于当事人没有主动提及，长期以来，包括宜昌方面在内都不知道高志航葬在宜昌。直至80年代初，吉林通化市政协等二人，在调查走访时由高铭魁处得知高志航葬在宜昌，于是转道宜昌寻访，宜昌方面方才知晓，但无从查找具体地点。1984年高志航的女儿高丽良、高忆春到宜昌寻访父亲之墓，虽然未果，却引起了接待二人的原宜昌市政协工作人员、原宜昌市委统战部工作人员的注意。二人于上世纪80年代分别找到当事人神甫龚澔，询问到真实情况。但没有公开，世人仍未知晓“战魂之墓”究竟在何处。
2010年4月初，一位留学欧洲的宜昌籍留学生施泽伦，从港台同学、欧洲友人那里了解到了高志航的事迹，并且就葬在家乡宜昌后，给《三峡晚报》记者发信查问。《三峡晚报》连续几天刊登专版寻求知情者，终于在刘思华、林东平二位老人的指引下找到“战魂之墓”。
高志航殉国后，委员长蒋介石，在汉口商务会大礼堂举行主持其追悼会，国民政府特追授其少将军衔。
1946年8月14日，中共方面在延安举行了纪念“八一四”空战大捷座谈会，纪念高志航及其战友的英雄事迹。
中华民国空军将位于台湾的空军基地命名为志航基地。
1993年7月18日，张学良为高志航题词：“东北飞鹰、空军战魂”。
2002年8月14日，“八·一四”空战大捷65周年纪念日，高志航烈士纪念馆（高志航故居）在中国人民解放军空军、通化市政府、北京航空联谊会等单位主持下开幕。
由台湾中影公司改编拍摄之《》，就是以高志航故事为主轴的著名电影之一。