飛行分科重爆撃機の戦隊として編制された。太平洋戦争(大東亜戦争)末期には特攻作戦を行っており、特攻専用機のさくら弾機も配備された。
歴代8名の戦隊長の内実に4名が戦死しているのは、全飛行戦隊中で最も多い記録である。特に有名なのは6代目新海希典少佐であり、新海戦隊長の時期に62戦隊は沖縄戦にも参加している。
- 初代 波多野魁夫 大佐(陸士28期、1941年11月1日~、12月8日戦死)
- 2代 大西洋 中佐(陸士34期、1941年12月11日~)
- 3代 堀場一雄 大佐(陸士34期、1941年11月1日~)
- 4代 芳賀信政 中佐(陸士34期、1943年10月25日~、戦死)
- 5代 石橋輝志 少佐(陸士43期、1944年4月7日~)
- 6代 新海希典 少佐(航士50期、1945年2月24日~、3月19日戦死)
- 7代 沢登正三 少佐(陸士46期、1945年3月31日~、4月12日戦死)
- 8代 小野祐三郎 少佐(航士50期、1945年4月19日~)