1936年两广（广东、广西）事变，广州国民政府军事委员会委员、第一集团军（由粤军组成）第一军军长余汉谋率部投奔蒋介石，广东空军亦集体飞往杭州。其时林佐也随部队投奔中央国民政府。
1937年“七·七”卢沟桥事变，抗日战争全面爆发，侵略者疯狂进逼，北平、上海、南京等城市相继沦陷。1937年7月，日寇派“出云”舰赴广州外伶丁洋停泊，昼夜派战机轮番轰炸广州，造成市民伤亡惨重，时无安宁，民众恐慌。中央国民政府派谢莽及林佐率领两个飞行大队飞临广州上空，截击日军战机，并炸伤“出云”舰，日军舰被迫逃离，使广州暂得以安宁。
1938年4月29日是日本天皇的生日，侵华日军出动36架轰炸机在12架战斗机的掩护下企图偷袭武汉三镇向天皇献礼。我空军出动第四大队和苏联志愿航空队共计60余架战机迎敌，并制定了以伊-16对付日轰炸机，以伊-15拦截、引诱日战斗机脱离机群分而歼之。但在武汉上空第四大队只有9架战斗机，敌机在数量上占有绝对优势。面对劣势，我9架战机冲入敌机群展开混战。
战斗中，林佐紧握机舵，脚踩油门，让战机升腾在云层之上，步步逼近敌机。此刻地上指挥中心发来信息：“前方发现目标”，“林佐知道”，“预测目标准备进攻！”“好的！”林佐此时浑身充满力量，身为一名中国空军战士，神圣的使命感让这位身材魁梧的南方汉子充满胜利的信心，“哒哒哒”一颗颗子弹从他的战机喷射出去，只见敌机“呜咽”着拖着长长的黑烟向下坠落。在持续30分钟的空战中，中苏空军共击落21架日军战机（其中中国军队击落敌机14架），令日军颜面尽失。
当林佐驾驶的战机滑落湖北孝感机场跑道时，战友与同胞捧着鲜花迎上前去，拥抱这位大英雄（他在保卫大武汉空战期间一人先后击落4架日军战机）。事后空军最高指挥部门发出嘉奖令，表彰林佐等战斗英雄。并在林佐的座机上刻上四颗红星，以示奖励。
