Боевой дебют самолетов из семейства Су-17 произошел еще в 1973 г. на Ближнем Востоке. 6 октября египетские и сирийские войска, насчитывавшие около 1400 танков и 80000 солдат, начали широкомасштабное наступление против израильских позиций на Синайском полуострове и Голанских высотах. Началась новая война, которая более всего известна как «Война Судного дня». Активную помощь наступающим египетским и сирийским войскам оказывали Ирак, Саудовская Аравия, Кувейт и Иордания. Силы арабской авиации превосходили по численности израильские ВВС почти в 2 раза. У египтян было 12, а у сирийцев 15 самолетов Су-20.
В первые часы войны одной из главных целей для арабских ударных самолетов стал центр управления израильской авиацией «Хеврон». 6 октября в 14.00 бомбами ФАБ-500 его атаковала дюжина сирийских Су-20 под прикрытием двух звеньев МиГ-21. В течение последующих дней группы Су-20 по 6-12 самолетов совершали удары по различным целям в глубине обороны противника. С усилением противодействия израильской ПВО и истребительной авиации Су-20 стали действовать отдельными парами или звеньями, на предельно малых высотах. В районе цели летчики выполняли горку до 300 м, пикировали под углом 10-12’, прицеливались и применяли средства поражения. Основным вооружением были бомбы ФАБ-250/500, НАР С-3, С-5, С-24. При действиях по площадным целям, включая позиции ПВО, Су-20 применяли разовые бомбовые кассеты РБК-250. Во время удара по нефтеперерабатывающему предприятию в Хайфе использовались зажигательные бомбы ЗАБ-250 и осколочно-фугасные ОФАБ-250.
За весь период боевых действий Су-20 выполнили 98 боевых вылетов. Потери составили 11 машин: 8 сирийских и 3 египетских. Все сирийские были сбиты огнем с земли, а египетские стали добычей истребителей «Нэшер». Один 8 октября сбил ракетой «Шафрир-2» пилот А. Кохен из 113-й эскадрильи, а 19 октября Г. Авен из 101-й эскадрильи записал на свой счет еще два.
В ночь с 5 на 6 июня 1982 г. израильтяне начали операцию «Мир Галилее», направленную против баз Организации освобождения Палестины в Ливане. Сначала был высажен вертолетный десант, затем в бой вступили танки, которые при поддержке авиации через два дня вышли к Бейруту. На территории Ливана, кроме боевиков, находились и сирийские войска, прикрытые мощной группировкой средств ПВО под названием «Феда». Сначала израильтяне старались не заходить в зону поражения «Феды», но с приближением войск к Бейруту столкновение с сирийскими ЗРК стало неизбежным. 9 июня 200 самолетов ВВС Израиля провели блестящую операцию по подавлению «Феды». В ходе двух последовательных ударов удалось уничтожить четыре командных пункта и 19 зенитно-ракетных дивизионов («Волга», «Печора», «Квадрат»), Фактически «Феда» была уничтожена.
Все это время сирийская авиация старалась отражать налеты противника и наносить удары по наступавшим танкам. Основную нагрузку взяли на себя истребители-бомбардировщики. В целом, их боевое применение было успешным, но и потери были высокими. По итогам войны оказалось, что уровень потерь сирийской авиации составлял 50%, тогда как в войне 1973 г. уровень потерь самолетов ИБА составлял всего 4%. Причина была связана с появлением на вооружении ВВС Израиля F-15, F-16 и Е-2С. Причем основная нагрузка по уничтожению ударных самолетов противника легла на легкие F-16.
К 1982 г. ВВС Сирии располагали одной эскадрильей новых истребителей- бомбардировщиков Су-22М (34-я авиабригада, аэродром Насрийя). Су-22М начали совершать боевые вылеты с первых дней конфликта. Передними поставили задачу вести радиотехническую разведку вдоль границы с Израилем при помощи контейнеров ККР-2 (со станцией СРС-13). Аппаратура успешно выявила работу радиотехнических средств центра боевого управления израильтян в районе Мейрон и засекла координаты трех передовых радиолокационных постов Джабель-Шейх, Тель-Абунида и Хайфа.
9 июня пара Су-22М вылетела с задачей разведать местоположение батарей ЗРК «Хок» и уничтожить их ракетами Х-28. Но обнаружить работу радиолокаторов противника не удалось, станция «Метель» не годилась для свободного поиска, и пуски ракет не производились.
11 июня десять Су-22М с полной бомбовой нагрузкой (по 8 ФАБ-500 каждый) нанесли удар по командному пункту израильтян на горе Барук в Ливане. К цели удалось прорваться только двум самолетам, но их бомбовой нагрузки вполне хватило для уничтожения КП.