第二次世界大战期间，由于轰炸机航程所限，美国对纳粹德国东部地区和被德国占领匈牙利、罗马尼亚等国的轰炸，力不从心，效率低下。为解决这一问题，1944年8月，美苏签订协议，决定让美国轰炸机完成任务后直接飞往苏联境内降落，加油装弹，维修保养，在回程中再次轰炸德国，实施穿梭式的轰炸。“穿梭”轰炸增大了飞机的作战半径和轰炸行动的突然性。因轰炸行动以目标为中心，执行任务的飞机像钟摆一样往返运动，又称“钟摆”轰炸。

1943年8月至1944年9月，美国陆军航空队（那时候美国空军尚未成立）利用英国、意大利、阿尔及利亚和苏联机场起降，对德国东部及东欧各国境内德军目标实施“往返”轰炸的作战行动。飞机从英国或意大利境内的基地起飞，突击德国、匈牙利或罗马尼亚的目标后，继续飞到阿尔及利亚或苏联机场着陆，经加油和补充弹药，又在回程中遂行新的战斗任务，而后返回英国或意大利基地。

1943年8月17日，美陆军第8航空队的146架B-17型轰炸机从英国基地起飞，经德国城市施魏因富特对雷根斯堡进行密集轰炸，随后向南直飞阿尔及利亚，当德战斗机隐蔽集结在美机返回英国必经航线待机攻击时，美机已越过阿尔卑斯山在阿尔及利亚机场着陆，“穿梭”轰炸首战告捷。

1944年，根据美、苏两国协议，由苏联提供乌克兰基辅地区的波尔塔瓦机场群，供美军航空兵进行“穿梭”作战的机群降落，同时组建第169特种空军基地司令部，担负保障任务。机场群的防空由苏联防空军第310师和防空军第6军的高射炮兵负责。美苏计划每月进行6次“穿梭”作战，派遣360架B-17和B-24型轰炸机，以及200架P-51型护航战斗机参战。1944年6月2日，美陆军第15航空队的750架飞机从意大利机场起飞，完成轰炸任务后，部分飞机返回基地。航空队司令艾克尔中将率领剩余64架P-51型战斗机、128架B-17型轰炸机直接飞到苏联的波尔塔瓦机场群着陆。短暂休整，6月6日又从苏联机场起飞，回程中轰炸了加拉兹地域的目标，返回意大利机场降落。这是美军首次利用苏联机场进行“穿梭”轰炸。6月21日，美国陆军第8航空队出动2 500架飞机，从英国基地起飞，轰炸柏林的重工业目标。其中137架轰炸机和62架战斗机在轰炸完柏林以后，直接飞向东方，经过1500公里飞行，降落于苏联波尔塔瓦机场群降落。7月11日，美军1000多架飞机袭击罗马尼亚和南斯拉夫境内的军事目标，完成任务后部分飞机到波尔塔瓦机场群降落。

“穿梭”轰炸持续1年多。其中1944年6月2日～9月19日，苏联各空军基地共维护保障1030架美军飞机，完成了2207次战斗出动，对德国及其占领国的13个重要目标实施轰炸，投弹量约2000吨。1944年9月底，苏军与盟军大举推进，美军第8、第15航空队的轰炸机和战斗机作战半径已能全部覆盖德军占领区，“穿梭”轰炸行动结束。

德军空军在遭受穿梭轰炸以后判断，美苏空军合作的穿梭轰炸缺乏持续作战基础，料定持续不了多久，认为此战术更多的是起到一种宣传作用，让人们看到苏联和盟军的紧密合作。睿智的德国空军没有看走眼。

事后总结，执行穿梭轰炸的机组认为这种轰炸战术非常成功，具有历史意义，德国民众的士气受到很大影响，因为他们不管多远都处在盟军轰炸范围内，并面临着24小时轰炸的威胁——白天受美军轰炸，夜间受英国轰炸。 

不同意见认为，几个月的穿梭轰炸并没有对德国产生太大影响，并没有迫使德国空军把大量战斗机从西线转移到东线； 相对于普通轰炸任务的支出，美国陆军航空队为了执行穿梭轰炸任务付出的太多（包括人员、飞机、弹药和后勤保障）。

无独有偶，穿梭轰炸战术也曾得到过地球另一面的日本人的青睐，1944年，接任日本海军机动舰队司令的小泽治三郎。计划组织一次空前规模的反击战——“阿”作战，以捍卫日本本土的绝对防御圈。为此小泽中将制定出了几项新战法，其中包括航母穿梭轰炸战术。日军提前在关岛、塞班岛和提尼安岛上的机场存放大量燃料和弹药，日军舰载机从航母上出击，在首轮攻击结束后，可以不必返回航母，就近在上述岛屿的机场降落，补充油弹后再次起飞，对美军航母实施第二次打击，然后再返回母舰，这个战术大幅度提高了机动舰队的作战弹性。