Начиная с 1995 г. казахстанские офицеры получили возможность присутствовать в качестве наблюдателей на различных учениях в рамках программы ПРМ. Полученный опыт был использован при создании Центральноазиатского миротворческого батальона (Центразбата) по инициативе президентов Казахстана, Узбекистана и Кыргызстана, который представлял собой в определенном смысле альтернативу сотрудничеству с Россией. В 1997 г. впервые в центрально азиатском регионе на территории Казахстана и Узбекистана прошли крупномасштабные (более тысячи военнослужащих) учения «Центразбат-97» с участием военнослужащих США, Казахстана, Кыргызстана и Узбекистана и стран — партнеров по программе ПРМ: России, Турции, Грузии, подразделений Балтийского батальона. В том же году с территории США на территорию республики была переброшена оперативно-тактическая группа военнослужащих сводного взвода Центразбата и 82-й воздушно-десантной дивизии США.
В соответствии с положениями соглашения от 20 января 1998 г. было открыто представительство Казахстана в Брюсселе. Отдел НАТО по научным и природоохранным делам выделил средства для фундаментального исследования нефтегазового потенциала Каспийского сектора Казахстана. Эксперты НАТО должны уточнить запасы нефти и газа в этой республике, а также возможности по их добыче и переработке. НАТО берет на себя функцию обеспечения безопасности добычи и транспортировки запасов энергетического сырья. В марте 2003 г. альянс включил эту страну в зону ответственности своего южноевропейского командования.
Казахстан разрешил использование авиацией коалиции своих аэропортов в экстренных случаях. Активизируется НАТО и в отношении контроля за акваторией Каспия. Со своей стороны, стремясь стать региональным центром силы, Казахстан укрепляет вооруженные силы и, в частности, создает свой военно-морского флот, который необходим для охраны нефтеносных районов каспийского шельфа. Кроме того, военные суда требуются для конвоя танкеров к портам Ирана и Азербайджана.
По сообщениям СМИ, Турция окажет помощь Казахстану в строительстве нескольких крупных военных судов. Страны НАТО обещали выделить необходимые средства на создание казахстанского ВМФ. Вашингтон обещал оказать содействие в оборудовании военно-морских баз на Каспии. Готовить кадры для флота Казахстана будут в Турции, Греции, Италии и Испании. На льготных условиях Казахстану поставлены самолет С-130 и 4 вертолета «Хьюи-2». В целом Казахстан постепенно переориентирует направление своих военных и военно-технических контактов с России на США и другие страны НАТО.
Кроме того, наблюдается все большее дистанцирование Казахстана от России в некоторых вопросах внешней политики. Так, Астана не поддержала инициативу Москвы о сотрудничестве ОДКБ с НАТО на коллективной основе. Казахстан, демонстрируя свою лояльность США, послал свои воинские подразделения в Ирак. Существует вероятность того, что Казахстан выйдет из объединенной системы ПВО СНГ. Уже несколько лет он не участвует в совместных учениях войск ПВО в Ашулуке. Казахстан рассматривает вопрос о модернизации своей системы ПВО с помощью британской компании. Сумма контракта может составить 1 млрд долл. Тендер, по результатам которого будет подписан контракт, планируется провести в 2010 г.
Одним из приоритетных направлений сотрудничества Казахстана и НАТО являются планирование действий в чрезвычайных ситуациях и управление кризисами. В рамках этого направления на территории республики были проведены региональные курсы по гражданскому чрезвычайному планированию и сотрудничеству между военными и гражданскими структурами. Они были организованы совместно Дирекцией НАТО по гражданскому чрезвычайному планированию, ее отделом по сотрудничеству между военными и гражданскими структурами и Агентством по чрезвычайным ситуациям Республики Казахстан.