Als väterlicher Offizier Captain Sinclair ist Christopher Plummer zu sehen. Obendrein sind ein paar kleine Nebenrollen mit John Gielgud, Trevor Howard und Ray Milland ebenfalls erlesen besetzt. Dieses tolle Ensemble bietet dann auch hervorragendes Schauspiel. McDowell ragt hier etwas heraus. Die innere Zerrissenheit seiner Figur wird deutlich, sein Major Gresham schwankt zwischen Pflichtbewusstsein, Verantwortung für seine Untergebenen und Desillusioniertheit, weil seiner Einheit immer wieder junge und unerfahrene Piloten als Kanonenfutter zugeteilt werden.

Die Beziehungen der Protagonisten untereinander werden fein herausgearbeitet. Zu den großen Pluspunkten des Films zählen auch die hervorragenden Flugsequenzen. Etwas zu kurz kommt leider eine kritische Perspektive auf den Krieg als barbarische Tötungsmaschinerie. Über weite Strecken zeigt „Luftschlacht in den Wolken“ den Krieg als Abenteuer, zwar gefährlich, aber der Mannwerdung dienend.