No he podido encontrar un ejemplo en EE.UU., pero ciertamente ocurre a nivel internacional. El EK 412 vuela de Dubai a Sydney a Christchurch y el tramo de Sydney a Christchurch se realiza al día siguiente.
Pero, ¿qué ocurre si el tramo X->Y empieza, por ejemplo, a las 23:00 horas, y el tramo Y->Z empieza a las 02:00 horas del día siguiente?
No es gran cosa. Simplemente vuelan como siempre.
¿Se utiliza el mismo número de vuelo?
Sí
¿Es entonces el caso de que el vuelo 123 vaya, todos los días, de Y a Z y más tarde en el día de X a Y?
Sí. Puedes escribir EK412 en seatguru y para cualquier fecha te sale SYD->CHC a las 7:50 de la mañana en DXB a SYD a las 10:15 de la mañana.
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Acabo de recordar un ejemplo doméstico. Estaba en un vuelo "directo" de Boston a Las Vegas. Resulta que United define "directo" como "ambos tramos con el mismo número de vuelo". NO significa "sin escalas". Tampoco significa que sea el mismo avión, la misma tripulación, la misma puerta o que sea una conexión garantizada. Es sólo un truco de marketing: simplemente combinan dos tramos al azar, les dan el mismo número de vuelo y anuncian la conexión como "directa".
Este itinerario en particular tenía una parada en Denver. El primer tramo se retrasó y el segundo salió a tiempo mientras el primero aún estaba en el aire. Así que, sí, dos números de vuelo idénticos en el aire al mismo tiempo, probablemente en el mismo espacio del controlador aéreo. Y tuve que pasar la noche en Denver.