Стоимость модернизации одного самолета составила меньше одного миллиона долларов (без стоимости капитального ремонта) и была проведена исключительно силами украинских предприятий.
Первые три самолета – два боевых одноместных Су-25М1 и один учебно-боевой двухместный Су-25УБМ1 – были переданы 299-й тактической авиабригаде в марте 2010 года, еще два Су-25М1 пополнили боевой состав 29 ноября 2011 года. Всего в планах к концу 2015 года должно было быть модернизировано до тридцати машин.
Боевой дебют Су-25 в боях на Донбассе состоялся вечером 5 мая, когда одиночный штурмовик огнем НУРСов превратил в хлам севший на вынужденную посадку на территории ополченцев Ми-24П. Следующий эпизод боевого применения штурмовика связан с кровавым боем за Донецкий аэропорт 26 мая, когда пара Су-25 обеспечивала прикрытие операции украинских военных с воздуха.
По разрозненной информации Минобороны Украины, все Су-25 на Донбассе были сведены в Резервную авиационно-штурмовую группу, которая базировалась на аэродромы Чугуев и Днепропетровск. В начале конфликта сюда были переброшены четыре машины из Николаева – тогда считалось, что такого количества самолетов вполне достаточно для поддержки наземных сил (позже их количество удвоилось). По мере расширения операции в июне была задействована уже вся бригада тактической авиации.
Нехватка аэродромной техники, а также специализированных хранилищ для авиационных средств поражения не позволяла перевести 299-ю бригаду тактической авиации в Днепропетровск полностью. Поэтому приходилось импровизировать: часть штурмовиков Су-25, загрузившись боекомплектом в Николаеве, перелетала на днепропетровский аэродром, откуда, дозаправившись, выполняла вылеты в зону военных действий.
Если «пришлые» штурмовики привлекались в основном для ударов по запланированным целям, то «местные» – в основном для непосредственной поддержки войск.
Наиболее мощным и продвинутым ударным самолетом Воздушных сил Украины является бомбардировщик Су-24М. В наследство от Советского Союза страна получила восемь авиаполков, имевших на вооружении сто двадцать Су-24М, девяносто Су-24 и тридцать пять разведчиков Су-24МР. По состоянию на 2014 год все оставшиеся в строю Су-24 были собраны в составе 7-й бригады тактической авиации в Староконстантинове, на аэродроме «Булат». Согласно штату, бригада состояла из двух бомбардировочных эскадрилий с двадцатью четырьмя Су-24М и одной разведывательной на Су-24МР, однако, по неподтвержденным данным, в последнее время фактически на штатной технике было только по одной эскадрилье бомбардировщиков и разведчиков. Вторая же эскадрилья бомбардировщиков для поддержания летных навыков экипажей летала исключительно на учебно-боевых самолетах L-39 «Альбатрос».
С развитием крымского кризиса в 7-й авиабригаде стали срочно восстанавливать боеспособность не только самолетов, но и летчиков эскадрилий. «Результат» проявился сразу же – 21 марта 2014 года при посадке на своем аэродроме комэск подполковник Денис Кочан разбил самолет. Сам он, как и штурман лейтенант Дудник, успешно катапультировался, а вот самолет полностью сгорел. Выяснилось, что причиной аварии стала ошибка экипажа – заход на посадку был совершен на повышенной скорости, в результате чего при касании основными стойками шасси самолет дал «козла». Перегрузки при ударе превысили расчетные, в результате чего носовая стойка шасси сломалась. Началось разрушение конструкции самолета и возгорание, вследствие чего экипаж принял решение катапультироваться.
Первое достоверное упоминание о применении Су-24 в боевых действиях датируется 1 июля 2014 года. Согласно официальному сообщению пресс-центра АТО, «во время полета над Донецкой областью был обстрелян самолет Су-24, было сделано четыре выстрела из ПЗРК. Одна ракета попала в самолет, загорелся двигатель. Летчик сумел выключить двигатели, погасить пламя. Ему также удалось уничтожить зенитную установку, из которой велся обстрел».
По этим же данным, на одном двигателе самолет пролетел еще 300 километров и приземлился в месте назначения. Однако во время посадки Су-24 вновь загорелся, огонь погасили пожарные. «Экипаж жив-здоров, самолет нуждается в ремонте». Судя по описанию повреждений, бомбардировщик выбыл из строя минимум на полгода: шутка ли – повреждение двигателя ракетой, пожар в полете и загорание после посадки.