מלחמה זו שינתה את התפיסה במערכת הביטחון ובמדינת ישראל כנגד איום הטק"ק והמענה המתאים לו, שאז לא היה קיים בידי ישראל. ב-1993 התקבלה החלטה עקרונית בצה"ל לעבור מהגנת נ"מ באמצעות תותחים סטטיסטיים להגנה באמצעות טילים מונחים מדויקים. בעקבות החלטה זו החלו להיסגר בהדרגה כוחות הנ"מ המתנייעים. ה"חובט" ב-1997, ה"דרקון" באוקטובר 2003, ה"מחבט" ב-2006 וה"ברקן" ב-2012. ובנוסף, החלה האצה בתהליך פיתוח מערכת החץ הישראלית. במהלך שנות ה-80, במסגרת התפתחות איום טילי הקרקע-קרקע ברחבי העולם ותחת תוכנית סטאר וורס של נשיא ארצות הברית, רונלד רייגן, החל פיתוח מערכת החץ בישראל. עיכובים בתהליך גרמו לזניחתו, אולם השפעות המלחמה הובילו להאצה משמעותית. במרץ 2000 סוללת חץ הראשונה הוכרזה כמבצעית.
מלחמת לבנון השנייה ואיום הרקטות.
במהלך מלחמת לבנון השנייה, במקביל לפעילותו הקרקעית של צה"ל בשטח לבנון, שיגר ארגון חזבאללה 3,970 רקטות מסוגים שונים לעבר יישובים ובסיסים בצפון ישראל. מעבר לרקטות הגראד הקצרות, שוגרו גם רקטות 220 מ"מ ורקטות 302 מ"מ לטווח של 100 ק"מ. מרבית הרקטות פגעו ביישובי הצפון, כאשר רבע מהרקטות ששוגרו (1,012 רקטות) פגעו באזור קריית שמונה. בין 5–25 רקטות שוגרו דרומה עד לפתח תקווה. מירי הרקטות נהרגו 44 אזרחים באופן ישיר ועקיף, בהם יהודים, ערבים ודרוזים, ו-12 חיילים. נפצעו כ-2,000. מד"א טיפל בלמעלה מ-1,000 מקרים.
פיתוח כיפת ברזל.
למערכות יירוט הטילים שהיו בשימוש על ידי מערך הנ"מ באותה תקופה, MIM-104 פטריוט ומערכת החץ, לא הייתה יכולה מענה כנגד כמות גדולה כזו של רקטות קצרות טווח. איום הרקטות היה מוכר למערכת הביטחון בישראל, עקב שיגורים לאורך שנים רבות של רקטות קצרות לעבר יישובי הצפון. ניסיונות לרכוש ולפתח מערכות יירוט קודמות נעשה על ידי מערכת הביטחון, כאשר שתי האופציות המרכזיות שנידונו היו גרסה מתקדמת של הפטריוט האמריקאי, PAC3, ומערכת הנאוטילוס. במערכת הביטחון נוצר פולמוס סביב סוג המענה המתאים לאיום, באמצעות טילים יקרים, כגון הפטריוט האמריקאי, מערכת לייזר, כגון הנאוטילוס, או תותחים. ב-1996 נחתמה עסקת פיתוח למערכת הלייזר על ידי שר הביטחון, שמעון פרס. עקב עלות פיתוח גבוהה ללא תוצאות הוקפא הפרויקט ב-2004. ב-3 באוגוסט 2005 הוחלט ברפאל על תוכנית הפיתוח "כיפת ברזל" שמטרתה הייתה חקירת יכולת יירוט של רקטות.
בעקבות מלחמת לבנון השנייה הוחלט במערכת הביטחון להאיץ את תהליך הפיתוח של מענה לאיום הרקטות. חודשיים לאחר פרוץ המלחמה, ב־24 באוגוסט 2006 הורה שר הביטחון, עמיר פרץ על הפשרת פיתוח מערכת הלייזר, ושלושה ימים לאחר מכן, ב-27 באוגוסט 2006, אישר את הליך הפיתוח של מערכת כיפת ברזל ואפריל 2007 נחתם הסכם ההצטיידות מול "רפאל". עד 2007 המשיכו גורמים במערכת הביטחון, ביניהם שר הביטחון אהוד ברק, לצודד בטכנולוגית לייזר כמענה לאיום. במהלך 2009 החל מערך הנ"מ בהקמת צוותי הקליטה למערכת, וב-11 באוקטובר 2009 הוחלט להסב את אחד מאחרוני גדודי ה"ברקן", גדוד 947, לגדוד כיפת ברזל הראשון.
בתחילת 2011 הוצבו הסוללות הראשונות בעקבות הסלמה שהייתה באזור הדרום, כאשר ב-27 במרץ 2011 מוקמה סוללה בבאר שבע וב-4 באפריל מוקמה סוללה באשקלון, זאת אף על פי שהמערכת עדיין לא הוכרזה מבצעית. ב-7 באפריל 2011 הצליחה המערכת ליירט לראשונה רקטת "גראד" שנורתה מרצועת עזה לעבר אשקלון. ב-20 באוגוסט 2011 יירטה המערכת 9 "גראדים" מתוך מטח של 11 רקטות שנורה לעבר באר שבע ויישובי הדרום. שתי הרקטות הנותרות התפוצצו בעיר (אחת מהן גרמה להרוג אחד) ב-31 באוגוסט הוצבה סוללה שלישית ליד אשדוד.
2011–הווה: מערך ההגנה האווירית.
התהליכים שאירעו בתחילת המאה ה-21, עקב שינויי סדרי העדיפויות הלאומיים ותהליכים שאירעו בקרב מדינות האויב, שינו את הנסיבות שהגדירו את משימת מערך הנ"מ. במהלך 2010 התקיים במערך תהליך בחינה ארגוני, שכונה "מעצבים את העתיד", שאפיין את עיקרי השינויים שהשפיעו על המערך: שינוי באיום האווירי עצמו, עקב רצון האויב להתחמק מהצורך להתמודד עם מטוסי חיל האוויר להם עליונות טכנולוגית ואנושית על ידי קליטת כמויות גדולות של רקטתו וטילים, שינוי בסדר העדיפיויות הלאומי, שהתבטא בהוספת רגל "הגנה" רביעית לתפיסת הביטחון הלאומי התלת-רגלית, שהוביל בין היתר לפיתוח מערכות ההגנה כגון כיפת ברזל, שינוי מהותי בסביבת הפעולה של לוחם הנ"מ עם המעבר מגדודים טקטיים ניידים למערכות טק"א נייחות ואסטרטגיות והתעצמות שיתוף הפעולה האסטרטגי עם צבא ארצות הברית בתחום ההגנה מפני טילים. במסגרת מהלך זה נסגרה יחידת נ"מ מוצנחת.
משימת המערך הוגדרה כבעלת 5 מרכיבים: הגנת שמי המדינה מפני כלי טיס עוינים, הגנה כנגד טרור אווירי, גילוי להתרעה, יירוט טילים ורקטות ותמיכה בשיתוף הפעולה עם צבא ארצות הברית. למשימת ההגנה מפני טילים עצמה הוגדרו חמישה מרכיבים: התקפה, התרעה, הגנה פסיבית, הגנה אקטיבית והרתעה תחת תפיסת ההגנה הרב שכבתית.
שינוי נוסף שהתקיים היה במבנה המערך וסמליו, שמו שונה למערך ההגנה האווירית וסמלו שונה בהתאם לתוצאות סקר אינטרנטי שנערך, הכנפות והאגדים המרחביים פורקו ובמקומם הוקמו כנפות משימתיות, כנף הגנת שמיים 168 וכנף הגנה אקטיבית 167, כאשר כל כנף פרוסה ארצית למשימה אחת. כלל השינויים הללו חלו ב-11 בינואר 2011, התאריך נבחר בגלל מראהו הסמלי: 11.1.11.
עם שינוי מיקוד ייעודו של המערך, עלתה שוב שאלת שיוכו החיילי, כשגורמים במטה הכללי החלו טוענים שיש להכפיף את המערך למפקדת זרוע היבשה כחיל עצמאי. בדיון שנערך בראשות הרמטכ"ל רא"ל שאול מופז טענו מפקדי חיל האוויר שוב ליתרונות חיל האוויר הטכנולוגיים בהפעלת המערך, והוחלט להשאיר את המערך תחת פיקוד חיל האוויר בניגוד לעמדתו של מפקד המערך, תא"ל יאיר דורי ומפקד זרוע היבשה, האלוף יצחק עברי סוקניק.
יירוטי רקטות ששוגרו מעזה לפני מבצע "עמוד ענן".
במהלך התקופה בין מבצע "עופרת יצוקה" למבצע "עמוד ענן" נשארה גזרת עזה מתוחה, ומלווה באירועי אלימות, ירי נק"ל, ירי רקטות ופיגועים. פריסת סוללות כיפת ברזל ב-2011 הצליחה לצמצם את הנזק הנגרם בעקבות שיגורי הרקטות.
ב־18 באוגוסט 2011 הייתה הסלמה מול חמאס ברצועת עזה וסיני שאירעה בעקבות פיגוע באוטובוס אגד בכביש 12 והתאפיינה בירי על אוטובוסים ושיגור רקטות על יישובים, אשר חלקן ייורטו על ידי כיפת ברזל וחלק נפלו בשטחים פתוחים. בתגובה תקף חיל האוויר ברצועת עזה. משך ההסלמה היה שבוע, ובמהלכה שוגרו עשרות רקטות לעבר יישובי הדרום וגרמו ל-3 הרוגים ועשרות פצועים. חלק מהרקטות ייורטו על ידי 2 סוללות כיפת ברזל שהיו פרוסות.
בהסלמה נוספת, שכונתה בצה"ל "מבצע הד חוזר", שיגרו מחבלים פלסטינים כ-300 רקטות, חלקן הגדול רקטות גראד. באזורים שבהם פעלה מערכת "כיפת ברזל", הצליחה המערכת ליירט 56 מתוך 73 הרקטות. היה זה סבב הלחימה הנרחב ביותר מאז מבצע עופרת יצוקה בשנת 2009. בסבב הלחימה נפגע אדם אחד בלבד בצד הישראלי.
בבוקר של 18 ביוני 2012, ביצעו מחבלים מהג'יהאד העולמי פיגוע טרור משולב בגבול ישראל-מצרים. בשעות הצהריים נכנס כוח צה"ל לרצועת עזה וחיל האוויר הישראלי חיסל חוליית צלפים של הג'יהאד האסלאמי. למחרת, החלו המחבלים הפלסטינים להפגיז את חבל אשכול ושער הנגב ברקטות קסאם, גראד ופצצות מרגמה. בירי לקח חלק באופן גלוי גם חמאס, שנמנע מלקחת חלק ישיר בירי בסבבים הקודמים. הפלסטינים ירו בין 18 ביוני עד ל-23 ביוני למעלה מ-150 רקטות, חלקן ייורטו על ידי כיפת ברזל, לראשונה מעל נתיבות ושדרות. בהסלמה זו הפעיל המערך 4 סוללות כיפת ברזל.
מבצע עמוד ענן.
מבצע עמוד ענן היה סבב לחימה בן שבוע ימים (החל ב-14 בנובמבר 2012 והסתיים ב-21 בנובמבר 2012) שהתחיל עם חיסולו בסיכול ממוקד של אחמד ג'עברי, מפקדה בפועל של הזרוע הצבאית של החמאס. במהלך המבצע נערכו אלפי תקיפות על יעדים ברצועת עזה, ובמקביל נורו מרצועת עזה 1,506 רקטות לעבר יישובי הדרום ולראשונה בוצע ירי גם לעבר ערי המרכז ובהן ראשון לציון, תל אביב וירושלים. המבצע הסתיים כעבור שבוע בהכרזה על הפסקת אש. המבצע לא כלל כניסה קרקעית, ונוהל בעיקר על ידי חיל האוויר ובו הופעלה כיפת ברזל עם 5 סוללות בדרום הארץ. השוואת המבצע למבצע עופרת יצוקה שקדם לו, ובו כן התקיימה כניסה קרקעית לרצועת עזה, המחיש את החשיבות האסטרטגית של מערכות הגנה אווירית בכלל וכיפת ברזל בפרט.
לפי דובר צה"ל, עד היום השמיני נורו על ישראל 1,506 רקטות, 431 מתוכן יורטו על ידי כיפת ברזל, 58 מהן נחתו בשטח בנוי (לפי משטרת ישראל 109 רקטות נחתו בשטח בנוי); במהלך המבצע נהרגו שני חיילים וארבעה אזרחים ישראלים, כתוצאה מפגיעת רקטות. אזרח נוסף שנדרס בעת שרץ למרחב מוגן בקריית מלאכי ונפצע קשה, נפטר מפצעיו כשנה וחצי לאחר המבצע. התפלגות מספר הרקטות שנורו לעבר ישראל לפי ימים:
הלחימה ברצועת עזה לאחר מבצע עמוד ענן.
בעקבות מבצע עמוד ענן חוותה גזרת הדרום רגיעה יחסית לתקופה של שנה, שהייתה השנה בה שוגרו מספר הרקטות הנמוכה ביותר למעלה מעשור, שבסופה החלו להתגבר מתקפות הרקטות עד למבצע צוק איתן. מרבית הרקטות ששוגרו נפלו בשטחים פתוחים, וחלק מאלו שכוונו ליישובים ייורטו על ידי כיפת ברזל. ב-12 במרץ 2014 שוגרו מעל 100 רקטות על ידי הג'יהאד האסלמאי, מתוכן יורטו 3 רקטות על ידי כיפת ברזל. למחרת נורו רקטות נוספות שיורטו על ידי כיפת ברזל.