1937年7月7日盧溝橋事變后，中國進入全面抗戰時期。8月13日，日軍進攻上海，淞滬會戰爆發。次日，早已在河南周家口機場待命的空軍第4航空大隊奉命急飛杭州筧橋機場和廣德機場，護衛上海。第4大隊22中隊分隊長樂以琴亦在其中，“以琴身為軍人，今已抱定必死的信念，唯有精忠報國，為國捐軀是以琴今生的追求”。

1937年8月14日下午，日軍木更津航空隊偷襲筧橋機場和廣德機場，企圖摧毀中國空軍主力。第4大隊大隊長高志航率隊升空迎敵。樂以琴駕駛2204號霍克-3型戰斗機與日軍展開空中激戰。十多分鐘的空戰中，第4大隊擊落日機3架，中國空軍首戰告捷。15日，不接受失敗的日本航空隊派出30余架戰機直撲筧橋機場，第4大隊再次迎戰，擊落敵機6架。這一次，樂以琴顯示出其高超的戰斗本領，一人擊毀敵機4架。這次勝利使中國空軍震驚了世界。21日，樂以琴再次奉命迎敵，于上海西郊擊落敵機2架，樂以琴擊落敵機的數量也升至6架，成為我國空軍歷史上的第一位王牌飛行員，而他也被冠以“江南大地之鋼盔”“空中趙子龍”“飛將軍”等雅號。

12月3日，日軍在海空優勢兵力掩護下，突破中國軍隊防線進逼南京。當時，中國空軍僅有樂以琴、董明德能升空作戰。且因歷次空戰受損，樂以琴的霍克飛機已無法起飛，他改駕菲亞特戰斗機起飛迎戰。以他二人之力迎戰數十架敵機，可見戰斗之艱辛。但樂以琴毫無懼色拼死一搏，戰斗開始便擊落1架日機，在他緊追又一架日機時，突被高空俯沖而下的日機擊中油箱。飛機失去控制，向下墜落。緊急關頭，樂以琴被迫跳傘。為躲避日軍掃射，他冒險推遲了打開降落傘的時間。怎奈因開傘時間過晚，落地時頭部受重傷，壯烈犧牲，年僅23歲。

樂以琴犧牲后，他的英雄事跡被編入課本；1939年拍攝的電影《長空萬里》反映了他的事跡，電影公映時，社會反響強烈，鼓舞了中國人民抗戰必勝的決心和信心。

2014年9月1日，樂以琴被列入民政部公布的第一批300名著名抗日英烈和英雄群體名錄。2016年8月31日，樂以琴銅像在四川省雅安市雨城區張家山公園落成。