ב-13:55, נפתחה המלחמה ברמת הגולן בתקיפה אווירית כבדה הכללה 80 מטוסים תקיפה סורים, מתוך יורטו 4 על ידי כוחות הנ"מ. סוללות הנ"מ הותקפו על ידי מטוסים והפגזות ארטילריה וספגו אבדות, ואף הושפעו מלוחמה אלקטרונית שהופעלה על ידי מטוס ל"א סובייטי.
זירת סיני.
בשונה מזירת רמת הגולן, לא התקבל דיווח על המראות מטוסים במצרים, ולא הועבר עדכון על התקיפה ברמת הגולן לכוחות בתעלת סואץ. בפתיחת המלחמה היו פרוסות 4 סוללות הוק בחצי האי. 2 באזור תעלת סואץ, אבו סמרה והג'ידי, וסוללות נוספות בראס סודר ובשארם א-שייח'.
ב-13:55 גילתה הסוללה באבו סמרה לראשונה מבנה מטוסי מיג 17 הטס לכיוונה. מרכז השליטה ויחידות הבקרה עדיין לא נכנסו לכוננות גבוהה ולא הכירו את נוכחות המטוסים. כשחצו המטוסים את תעלת סואץ ניתן לסוללה אישור ירי, ששיגרה נגדם 2 טילים ויירטה אותם. מיד לאחר מכן הופצצה הסוללה על ידי מטוסים שטסו במתאר נמוך ולא התגלו במכ"ם. בהתקפה נפגע מועדון הסוללה שהיה ריק בגלל יום כיפור. עם פתיחת המלחמה הותקפו מרבית הסוללות בידי ארטילריה ומטוסים. חלק מהסוללות הצליחו ליירט את המטוסים הראשונים שהגיעו לתקוף אותן, ואחרי כישלון התקפת הנגד של מטוסי חיל האוויר ניתנה אש חופשית לסוללות הנ"מ, שהחלו ליירט כמות רבה של מטוסי אויב.
עם הקמת הגשרים מעל תעלת סואץ התלוו סוללות תותחי ההיספנו סוויזה המתנייעות לכוחות המתמרנים כדי למנוע הפצצת הגשרים בידי מטוסי האויב. תקיפה מסוג זה סוכלה כשמטוס מצרי יורט על ידי אחת הסוללות.
1972–1982 לאחר המלחמה.
במהלך המלחמה, במסגרת הרכבת האווירית, החליטה ארצות הברית לספק לישראל מערכות נ"מ שונות, ביניהם טילי הכתף FIM-43 רד-איי, נגמ"שי ה-M163 VADS, שזכו לכינוי הישראלי "חובט" וסוללות טילי ה־MIM-72 צ'פרל שזכו לכינוי הישראלי "דרקון". ב-1975 נמסר לישראל גרסה ניידת של מערכת ההוק.
משלחת חיילי גדוד 946 של המערך נשלחה לארצות הברית ללמוד להפעיל את מערכת ״דרקון״ בתחילת אוקטובר, מספר ימים לאחר פריצת המלחמה. הסוללות הראשונות הגיעו לנמל חיפה בנובמבר 1973. בעקבות חדירות של מטוסים סורים לשטח המובלעת הסורית ורמת הגולן הוחלט להציב מערכת זו לשטח המובלעת. ב-10 במאי 1974, חדרה רביעיית מטוסי מיג-17 סורים למרחב האווירי, הצליחה להתחמק מהסוללה הראשונה עקב תקלה באחד הטילים, וייורטה על ידי הסוללה השנייה. יירוט זה היה היירוט המבצעי הראשון של מערכת זו, ונכון ל-2021, היחיד.
ב-16 באפריל 1981 הפיל צוות תותחני וולקן כדור פורח ובו שני מחבלים שחדרו מלבנון.
1982–1985 מבצע "שלום הגליל" ומלחמת לבנון הראשונה.
במהלך מלחמת לבנון הראשונה מרבית כוחות הנ"מ המתנייעים שהו בשטח לבנון אך לקחו פעילות בעיקר בלחימה קרקעית. מערכת ה-M163 VADS "חובט", שמורכבת מתותח מסוג וולקן M61 גילתה יכולות קרקעיות טובות בעיקר כנגד כוחות רגליים בלוחמה בשטח בנוי, וזכתה לכינוי "הסינדרלה של שלום הגליל".
עם זאת, כמות הפלות המטוסים באותה מלחמה הייתה קטנה ביותר, זאת עקב הצלחתו של מבצע ערצב 19, שהעניק עליונות אווירית לחיל האוויר הישראלי בלבנון. מציאות זו הובילה להחלטה לשינוי משימת כוחות הנ"מ לסיוע קרקעי לכוחות המתנייעים. למעט יירוט מיג-25 במבצע גוזל, היו יירוטים בודדים בלבד.
אחד היירוטים הללו היה ב-10 ביוני 1982, היום החמישי למלחמה, כאשר גדוד נ"מ שלחם סמוך לביירות זיהה ויירוט מטוס מיג-21 סורי שהתקיף את כוחות צה"ל שלחמו בקרב מול המחבלים. היה זה היירוט הראשון של תותחי הוולקן מאז כניסתם לשירות בצה"ל. יירוט נוסף אירע למחרת, ב־11 ביוני, כשכוח מילואים של לוחמי נ"מ יירט מיג-23 סורי באמצעות טיל FIM-43 רד-איי. היה זה היירוט הראשון בעולם באמצעות טיל זה. לאחר ההפלה צוותו כוחות נ"מ למרבית הכוחות המתנייעים בלבנון.
מבצע גוזל.
באותה תקופה מטוס המיג-25 היה חוד החנית הטכנולוגית בתחום התעופה, והיה המטוס המהיר ובעל גובה המעוף הגבוה ביותר בעולם. במהלך המלחמה חדר פעמים רבות מטוס מיג-25 סורי למרחב האווירי של דרום לבנון בגובה טיסה של כ-70 אלף רגל ובמהירות של 2.5 מאך. ניסיונות ליירוטו באמצעות מטוסי קרב לא צלחו.
במטה חיל האוויר הוחלט לנסות להפילו באמצעות מערכת ההוק לאחר התקנת שדרוגים חומרתיים במערכת האמריקאית, ולשם כך נוהל מבצע חשאי שזכה לכינוי "מבצע גוזל". סוללת הוק נפרסה בפסגתו הגבוהה של ג'בל בארוכ כדי לשפר את סיכויי היירוט. ב-12 באוגוסט הופיע המטוס לראשונה לאחר פריסת הסוללה אך מכ"ם ההוק, מסוג HPI, לא הצליח לנעול עליו. ב-31 באוגוסט, סמוך לשעה 7:25 בבוקר, שוב נצפה המיג-25 טס בגיחת צילום. באמצעות השיפורים שהוכנסו למערכת הצליחו לנעול על המטוס ושיגרו שני טילי הוק לעברו. המיג נפגע והחל לאבד גובה, זוג מטוסי F-15 מטייסת 106 שהמתינו מראש לפגיעה, שיגרו לעברו טילי אוויר-אוויר נוספים. המטוס נפל ליד ג'וניה מצפון לביירות.
יירוט המטוס היה היירוט הראשון בעולם של מטוס המיג-25 בפרופיל טיסה של צילום, ויירוט ראשון של המטוס על ידי מערכת נ"מ קרקעית. לאחר ההפלה נמנעו הסורים מביצוע גיחות צילום נוספות באמצעות המיג-25 באזור זה עד סוף המלחמה.
1982–2004 מבצעים ופעולות קרקעיות.
יעילותן של מערכות הנ"מ המתנייעות בלוחמה קרקעית נוצלה במהלך המערכה ברצועת הביטחון למשימות אלו, במקביל למשימות יירוט מטוסי אויב, כולל מל"טים, ויירוט מחבלים שניסו לחדור לשטח ישראל ולמוצבי צה"ל באמצעות כדורים פורחים וגלשנים. למשימה זו מוקמו כוחות נ"מ במוצבים שונים, ביניהם מוצב ברוש ומוצב שרייפה. במקרים שונים השתתפו כוחות הנ"מ בפעולות קרקעיות יזומות וחיסלו מחבלים רבים.
אחד המוצבים המרכזיים של המערך היה מוצב חממה שעליו פיקדה סוללת נ"מ החל מ-1987, לאחר אירוע ליל הגלשונים. אירוע החדירה באמצעות גלשון שהוביל למותם של 6 חיילי צה"ל הגביר את הצורך בהגנה כנגד חדירת מחבלים מהאוויר. המוצב ננטש עם נסיגת צה"ל מרצועת הביטחון ב-24 במאי 2000.
במהלך תקופה זו התעצמו כוחות הנ"מ המתנייעים במערך, עם קליטת טילי הכתף FIM-92 סטינגר ב-1991, שהחליפו את טילי הרד-איי המיושנים וזכו לכינוי הישראלי "ברקן", וקליטת מערכת ה"מחבט" ב-1998, גרסה משודרגת ובפיתוח ישראלי של ה-M163 VADS שכלל משגר טילי סטינגר בנוסף לתותח הוולקן. שתי מערכות אלו והגדודים שהפעילו אותם השתתפו אף הם בפעילויות קרקעיות.
כוחות הנ"מ המתנייעים המשיכו לבצע פעילות קרקעית ברצועת עזה ובגדה המערבית במהלך כל תקופה זו, ובין היתר בתקופת האינתיפאדה הראשונה, הנסיגה מרצועת הביטחון ומבצע חומת מגן. שימוש מרכזי שנעשה במערכות הנ"מ המתנייעות היה שיתוק אש עוינת וטיהור גגות מצלפי אויב באמצעות תותחי הוולקן של ה"חובט" וה"מחבט".
קליטת לוחמות במערך.
בעקבות בג"ץ אליס מילר שקבע כי כל התפקידים בצה"ל יפתחו לנשים החל מערך הנ"מ לקבל לשורותיו גם נשים ובכך הפך למערך הלחימה השני בצה"ל, לאחר קורס טיס, ששילב בתוכו נשים. במהלך 1996 נקלטו, במסגרת ניסוי שילוב הלוחמות הראשון, צוותי מערכת "רמית" ובו לוחמות ראשונות. לאחר מכן, באוגוסט 1998, נפתח מחזור הגיוס הראשון ששילב בקרבו נשים לוחמות באופן מלא. מערכת הרמית הייתה אחת הראשונות לשלב בהן נשים, ובמקביל התאפשר גיוס לוחמות למערכת ההוק. למערכות הפטריוט, כיפת ברזל, חץ וקלע דוד, עם קליטתן, התאפשר גיוס לוחמות באופן מלא.
מלחמת המפרץ ואיום הטק"ק.
בשלהי שנות ה-80 החלו להתעניין בישראל ברכישת מערכת ה-MIM-104 פטריוט כמערכת טילי נ"מ מתקדמת, שתחליף את מערכת ההוק, וכמענה לאיום הסקאדים הסורי והעיראקי שהתפתח באותן שנים. בתחילת מבצע סופה במדבר, שקדם למלחמת המפרץ, עם פלישת צבא עיראק לכווית החליט נשיא ארצות הברית, ג'ורג' הרברט ווקר בוש, להעניק במתנה שתי סוללות פטריוט לישראל. משלחת לוחמים וטכנאים נשלחה לארצות הברית לקלוט את המערכת בהכשרה קצרה שקוצרה עוד עם קבלת ההחלטה להחזיר את החיילים והסוללות לארץ במטרה לתת מענה לטילי הסקאד ששוגרו לעבר המדינה. סוללות הפטריוט הישראליות פרסו בשטח ישראל על בסיס גרעין הפעלה זה ובמקביל להן פרסו סוללות פטריוט אמריקאיות כדי לסייע בהגנה כנגד הטילים. במסגרת המלחמה שוגרו כנגד ישראל 39 טילי סקאד מסוג אל-חוסיין עיראקיים ששוגרו ב-19 מטחים שונים החל מהלילה בין 17 ל-18 בינואר 1991.
הצלחתה של מערכת הפטריוט כנגד הטילים הייתה חלקית בלבד. מרבית טילי האל-חוסיין היו מתפרקים לפני הפגיעה בקרקע, והקשו על תהליך היירוט, בעוד שחלק מהיירוטים של המערכת הובילו להסטת הטילים בלבד ולא גרמו להשמדתם. בתל אביב מוקמה סוללה צפונית בשטח החולי ליד שדה דב, וסוללה דרומית ליד תחנת הרכבת תל אביב דרום. לאחר המלחמה פרסם משרד החוץ את הנזקים שגרמו טילי הסקאד העיראקיים שנפלו באזורי גוש דן, חיפה, מערב השומרון ודימונה. נזק לרכוש נגרם ל-1,302 בתים, 6,142 דירות, 23 מבני ציבור, 200 חנויות ו־50 מכוניות.