Un avion de chasse F-16 de l'armée de l'air turque a abattu un avion d'attaque russe Sukhoi Su-24M près de la frontière syro-turque le 24 novembre 2015. Selon la Turquie, l'avion a été la cible de tirs alors qu'il se trouvait dans l'espace aérien turc parce qu'il avait violé la frontière jusqu'à une profondeur de 2,19 kilomètres (1,36 mille) pendant environ 17 secondes après avoir été averti de changer de cap 10 fois sur une période de cinq minutes avant d'entrer dans l'espace aérien. Le ministère russe de la Défense a nié que l'avion ait jamais quitté l'espace aérien syrien, affirmant que leurs données satellites montraient que le Sukhoi se trouvait à environ 1 000 mètres (1 100 yd) à l'intérieur de l'espace aérien syrien lorsqu'il a été abattu. Le département d'État américain a déclaré que les États-Unis avaient confirmé de manière indépendante que la trajectoire de vol de l'avion a violé le territoire turc et que les Turcs ont donné plusieurs avertissements au pilote, auxquels ils n'ont reçu aucune réponse et ont diffusé des enregistrements audio des avertissements qu'ils avaient diffusés. Le président turc Recep Tayyip Erdogan a souligné que la Turquie avait le droit de défendre son espace aérien. Le président russe Vladimir Poutine a déclaré que les États-Unis connaissaient la trajectoire de vol de l'avion russe et auraient dû en informer la Turquie ; deux responsables américains ont déclaré que la Russie n'avait pas informé l'armée américaine du plan de vol de son avion. Le pilote et le navigateur russes se sont tous deux éjectés de l'avion. Le navigateur Konstantin Murakhtin a été secouru, mais le pilote Oleg Peshkov a été abattu par des tirs au sol des rebelles syriens alors qu'il descendait en parachute. Un marine russe de l'équipe de recherche et de sauvetage lancée pour récupérer les deux aviateurs a également été tué lorsqu'un hélicoptère de sauvetage a été pris pour cible par les rebelles. L'incident a été la première destruction d'un avion de combat des forces aériennes russes ou soviétiques par un État membre de l'OTAN depuis une attaque sur le barrage de Sui-ho pendant la guerre de Corée en 1953. Les réactions à l'incident comprenaient une dénonciation de la Russie et une tentative de désamorcer la situation par l'OTAN par la suite. La Russie a déployé le croiseur lance-missiles Moskva armé de missiles SAM à longue portée S-300F (SA-N-6 Grumble) au large des côtes syriennes près de Lattaquié et de systèmes SAM mobiles S-400 (SA-21 Growler) sur la base aérienne de Khmeimim. En réponse, les forces armées turques ont déployé le système de soutien électronique radar terrestre KORAL dans la province de Hatay, le long de la frontière turco-syrienne.

L'armée de l'air russe (russe : Военно-воздушные силы России, tr. Voyenno-vozdushnye sily Rossii, VVS) est une branche des forces aérospatiales russes, cette dernière étant formée le 1er août 2015 avec la fusion de l'armée de l'air russe et de la Forces de défense aérospatiale russes. L'armée de l'air russe moderne a été créée le 7 mai 1992 à la suite de la création du ministère de la Défense par Boris Eltsine. Cependant, l'armée de l'air de la Fédération de Russie peut retracer sa lignée et ses traditions jusqu'au service aérien impérial russe (1912–1917) et aux forces aériennes soviétiques (1918–1991). Il a été suggéré que l'armée de l'air manque de formation. La marine russe a sa propre arme aérienne indépendante, l'aviation navale russe, qui est l'ancienne soviétique Aviatsiya Voyenno-morskogo Flota (lit. "Aviation de la flotte militaire maritime"), ou AVMF.