В НАТО предполагали полностью уничтожить ВВС и ПВО Югославии за первую неделю авианалетов. Президент Югославии Слободан Милошевич также не ожидая большего, своим генералам сказал: «Продержитесь семь дней, а потом Россия и Китай остановят НАТО». В НАТО опасались готовности России защищать сербов. НАТО располагало достоверными данными о численности вооруженных сил Югославии и исправности военной техники – опасности для НАТО вооруженные силы не представляли. Тем не менее, военный атташе США в Белграде полковник Джон Пембертон задал 18 марта 1999 г. на встрече, которая проводилась по просьбе американской стороны в третий раз, вопрос генералу Спасою Смильяничу: «Имеете ли вы С-300?». Сербы никогда не располагали ЗРК С-300, но кто- то в НАТО всерьез опасался наличия в Югославии таких систем, хотя общий баланс сил для Югославии был даже более неблагоприятным, чем в апреле 1941 г.
В начавшейся 24 апреля 1999 г. операции НАТО было задействовало около 1200 самолетов (значительно больше, чем в любой другой более поздней военной операции НАТО). Лишь один день из 78 (операция завершилась 10 июня) НАТО не бомбило Сербию, это был день, в который президент РФ Б.Н. Ельцин сказал: «НАТО должно прекратить бомбардировки Сербии. Я привел в состояние боевой готовности стратегические силы». Бомбардировки возобновились на следующий день, когда российские дипломаты уверили своих западных союзников, что Россия не намерена воевать из-за Сербии.
По свидетельству генерала Смильянича, Югославия предпринимала попытки приобрести в России ЗРК уже в ходе войны. В мае 1999 г. Россия вняла просьбам – согласилась обучить около 200 военнослужащих югославской армии работе на С-300 и РЛС нового поколения. После встречи с российскими генералами договор был близок к подписанию. Югославские офицеры встретили в российском Генеральном штабе теплый прием. Сербы просили два дивизиона С-300, три «Бук», шесть систем «Тор», 10- 20 ПЗРК «Стрела-10», две – три двух и трехкоординатных РЛС. Российские генералы на это ответили следующим образом: «Этого вам мало, нужно в два – три раза больше! Техника в наличии, находится недалеко от Москвы». Однако политическое руководство России поставки военной техники запретило. Генерал Каранович доложил в Белград: «Русские не дадут нам ничего, мы без толку посылали людей». Через несколько дней после окончания войны в Белград вернулось 130 офицеров ВВС и ПВО, переученных, но без техники.
ВВС и ПВО Югославии продержались первые семь дней… а потом еще и 71 день. Начальник Генерального штаба армии Югославии генерал Ойданич попросил командующего ВВС и ПВО обеспечивать ПВО только в Косово, так как по оценкам военных, НАТО способно уничтожить все системы ПВО за 21 день. В Косово шла жестокая борьба с албанскими террористами и системы ПВО требовались для защиты от ударов истребителей-бомбардировщиков НАТО. Однако ПВО устояло не только в Косово, но и на всей территории Югославии. ВВС выполнили 246 боевых вылетов: 18 совершили истребители, 39 – истребители-бомбардировщики 179 – вертолеты и 19 – транспортные самолеты. Зенитно-ракетные части израсходовали 363 ракеты и 100 112 снарядов. ВВС и ПВО Югославии претендуют на уничтожение 36 самолетов, двух вертолетов и 30 БЛА; НАТО признали потерю трех самолетов, двух вертолетов и 27 беспилотников. За время проведения операции авиация НАТО выполнила 21 111 боевых вылетов. Потери ВВС и ПВО Югославии составили 127 самолетов и вертолетов (из них только восемь в воздухе), 50 ЛА получили повреждения, погибло 39 военнослужащих ВВС и ПВО. Сербские ПВО впервые в истории сбили самолет, изготовленный по технологии «стелс». Символично, что первый самолет противника был сбит сербской ПВО в Первую мировую войну из русской зенитной пушки, а победа над самолетом-«невидимкой» одержана 27 марта 1999 г. также с помощью русского оружия – ЗРК С-125 «Нева-М».
После прекращения бомбардировок ВВС и ПВО вступили в фазу обновления аэродромов и строительства новой инфраструктуры. Были подготовлены планы, согласно которым предстояло модернизировать имеющуюся и закупить новую технику. В качестве основного источника приобретения авиационной техники опять предполагалась Москва, начались переговоры на предмет закупки многоцелевых самолетов Су-ЗОМК, ЗРК С-300, РЛС и др. Поставки планировалось производить в счет погашения долга СССР перед бывшей Югославией. Революция 5 октября 2000 г. свела эти планы на нет. Новое политическое руководство в Белграде сделало ставку на прозападную ориентацию страны.