23 января 1927 года на совместном заседании делегатов I съезда АВИАХИМ и участников II Пленума Центрального совета (ЦС) Общества содействия обороне СССР по докладу Наркома по военным и морским делам К.Е. Ворошилова было принято решение о слиянии этих организаций в одну - Союз обществ содействия обороне и авиационно-химическому строительству (ОСОАВИАХИМ). Далее заседание продолжало свою работу как I съезд ОСОАВИАХИМ. Основным направлением деятельности созданного общества являлось активное участие в военно-патриотическом воспитании населения по нескольким направлениям: владение огнестрельным оружием, умение обращаться с лошадью и почтовыми голубями, военно-морские навыки, противовоздушная оборона и химзащита, радио и связь, знания военной техники, в том числе авиация и парашютный спорт, что подтвердило и Постановление ЦК ВКП9б) и СНК СССР от 8 августа 1935 г. "Об Осоавиахиме". Значимость общества находит отражение в обращениях высшего руководства страны: "…нужно всемерно усиливать и укреплять нашу Красную Армию, Красный Флот, Красную Авиацию, Осоавиахим." (И.В. Сталин. Ответ товарищу Иванову, Ивану Филипповичу. М., 1938). ОСОАВИАХИМ было одно из самых массовых обществ, в рядах которого состояло более 13 млн. человек (на 01.01.1941). При этом формально общественная организация, фактически она стала военизированной с функциями по укреплению обороноспособности страны. Для контроля за деятельностью оборонного Общества в составе Наркомата обороны действовала Инспекция Осоавиахима, а в составе НКВД существовал 6-й отдел 1-го управления (с 29.09.1938 - 6-й отдел ГУГБ НКВД СССР). Инспекция Осоавиахима ликвидируется в начале 1940-х гг. с передачей ее функций Инспекции пехоты (инспекция по военной работе Осоавиахима при Инспекции пехоты Красной Армии). Также был ликвидирован 6-й отдел ГУГБ НКВД СССР с передачей его функций другим управлениям НКВД. Активной была работа ОСОАВИАХИМ и в регионах. Уже в 1928 году практически во всех регионах страны были сформированы республиканские и областные Советы ОСОАВИАХИМА. "Не сомневаюсь, что Ленинградский Осоавиахим, являющийся массовой организацией ленинградских пролетариев, - выполнит свой долг перед страной пролетарской диктатуры", подчеркивал значимость работы на местах И.В. Сталин. ("Красная газета", 15 июля 1928 г., № 163).
Подготовка граждан к военной службе давала возможность экономии времени при подготовке бойца в Вооруженных силах. Одно дело учить человека с нуля и совсем другое, когда в армию призывается человек умеющий обращаться с оружием, знающий основы тактики и топографии. Созданные пред войной воздушно-десантные войска были полностью укомплектованы осоавиахимовцами, а в школы ВВС с 1938 года принимали только лиц прошедших подготовку в аэроклубах Общества.
Удобство широкой сети организаций Осоавиахима для государства было в том, что подготовка резервов для Вооружённых сил производилась без отрыва от производства. Даже территориально-милиционная система требовала призыва гражданина на сборы, а после указа Президиум Верховного Совета СССР "О всеобщей воинской обязанности и полном переводе Вооруженных сил на кадровое положение" от 1 сентября 1939 года в сухопутных войсках устанавливался срок службы 3 года, а на флоте 5 лет для проходящих службу на кораблях и 4 года - в береговых частях. Обучающийся же в Осоавиахиме, оставался в народном хозяйстве, продолжая свою основную деятельность. Члены Осоавиахима проходили военную подготовку в нерабочее время. Налицо была также и экономическая выгода для государства. На осоавиахимовцев тратилось гораздо меньше средств, чем на кадровые части. Кроме того, осоавиахимовец работал на производстве, да еще сам платил членские взносы.
Призыв в вооруженные силы осуществлялся с 22 лет. В 1936 году был установлен призыв с 19 лет, а для "лиц, имеющих полное среднее образование" с 18 лет. В члены же Осоавиахима можно было вступить с 14 лет. Кроме того, Осоавиахим осуществлял подготовку так называемых вневойсковиков - лиц не подлежащих, по тем или иным причинам, призыву в Вооруженные силы. В 1939 году численность Вооруженных сил составляла 1 миллион 943 тысяч человек. В связи с Советско-Финляндской войной (1939-1940 гг.) численность РККА значительно выросла - до 3,9 миллионов человек. К июню 1941 года численность армии и флота была увеличена до 5 миллионов 373 тысячи человек. Таким образом, фактически СССР имел гораздо большую по численности армию, чем это официально считается. И.В. Сталин ставил ОСОАВИАХИМ в один ряд с РККА и сразу же к пятимиллионной армии добавляется тринадцатимиллионный ОСОАВИАХИМ.
Работа ОСОАВИАХИМ не прекращалась и в годы Великой отечественной войны: "…Большинство наших организаций… правильно поняло свое место и задачи во всенародной борьбе с немецко-фашистскими захватчиками. Осоавиахим стал подлинной кузницей боевых резервов для Красной Армии… За год ряды Осоавиахима выросли больше, чем за последние пять предвоенных лет, а количество первичных организаций увеличилось в шесть раз.", говорил 13 апреля 1943 г. на собрании актива Осоавиахима города Москвы председатель ЦС общества генерал-майор авиации П.П. Кобелев ("Правда", 19 апреля 1943 г., № 102). "На совещании [областное совещание работников Осоавиахимовских организаций в г. Сталинград] сталинградцам были вручены два переходящих знамени Центрального совета Осоавиахим. Одно из них завоевано в VIII Всесоюзном соревновании ПВХО, второе - в социалистическом соревновании с Саратовской областью", писала газета "Правда" ("Правда", 9 мая 1943, № 119), а 23.05.1943 вышла аналогичная заметка о проведении оборонного актива в г. Воронеж ("Правда", 23.05.1943, № 131).
В послевоенный период ОСОАВИАХИМом была проведена большая работа по восстановлению разрушенного в годы войны народного хозяйства.
ОСОАВИАХИМ просуществовал до 1948 года, когда он был разделен на три самостоятельных общества - ДОСАФ, ДОСФЛОТ, ДОСАРМ.