南苑航空学校的师生还多次奉命参加军事行动。1913年冬，内蒙古发生叛乱，航校即派机执行侦察任务，为平叛部队提供军事情报，并飞临叛军上空对其进行心理震慑，这是中国在军事行动中首次使用飞机。其后，航校还参与了追剿白朗的军事行动。潘世忠、秦国镛、历汝燕各驾一架飞机参战，深入河南、陕西、甘肃执行侦察、轰炸任务。1917年7月1日，张勋拥立逊帝溥仪复辟，5日，秦国镛即致电讨逆军总司令段祺瑞，声言“率飞行人员与讨逆军各部取一致行动”。7月7日，他亲驾飞机在天安门上空散发“打到张勋，反对复辟”的传单，并在紫禁城内投下三枚小炸弹，以示警告，吓破了复辟小朝廷的胆。
1918年10月，首任校长秦国镛辞职，由厉汝燕继任校长。1919年底，在国务院内设置航空事务处，合并了原来属于交通部的航空处。 1920年，南苑航空学校脱离参谋本部改隶于国务院，航空事务处一并划入，改名叫做南苑航空教练所，厉汝燕任航空教练所所长。将航校修理工厂划归新成立的清河航空工厂。1921年，航空事务处扩大为航空署，统管飞行练习、机械维修和航空邮运航线等。从1921年春招收第三期学员开始，所使用的教练机改为可由教员带飞的英制爱弗罗型双座教练机。1923年，南苑航空教练所改称国立北京南苑航空学校，从这一年开始，除从陆、海军军官中选拔外，还开始从中学生中招收学员。
