מפקדת חיל האוויר פיקדה על 8 ארמיות אוויר וכן על מספר יחידות שפעלו ישירות תחתיה. ארמיית האוויר ה-37 כללה מטוסי תדלוק והפצצה ארוכי טווח, ארמיית האוויר ה-61 כללה מטוסי תובלה. שש ארמיות אוויר להגנה אווירית אורגנו והצטרפו למחוזות הצבאיים שלפני כן כללו מטוסים טקטיים.
העימות בדאגסטן ומלחמת צ'צ'ניה השנייה.
בין אוגוסט וספטמבר 1999 לחם צבא רוסיה ב-3 מבצעים בדאגסטן בתגובה לפעולות טרור של פעילים צ'צ'נים ובשביל להדיח את השלטון האסלאמי שהוחל בשני מחוזים במדינה. כ-300 כלי טיס הופעלו במהלך הלחימה, ברובם מסוקי תובלה ותקיפה של חיל היבשה. במבצעים אלו בלט חוסר התיאום בין משרד הפנים שהפעיל יחידות משטרה מיוחדות, חיל היבשה וחיל האוויר. בגלל כשלים אלו הוקמו מרכזי בקרה מאוחדים לפעילות אווירית, ובקרים קדמיים הוצמדו לכוחות הקרקע. סך הכול המסוקים של חיל היבשה ומטוסי חיל האוויר ביצעו כ-1,000 גיחות, במהלכם אבדו בין ארבעה לשישה מסוקים, ומטוס תקיפה אחד.
במהלך הפלישה הראשונית לצ'צ'ניה באוקטובר 1999 אורגנו כל הכוחות האוויריים בזירה, אלה של חיל האוויר ואלה של צבא היבשה, תחת פיקוד מאוחד. סך כל הכוח האווירי בזירה היה זהה לזה ששימש בדאגסטן, חוץ מתוספת במטוסי ביון והדגש בהשגת ביון איכותי הן על ידי כלי טיס קבועי הכנף ובעלי הכנף הסובבת. בדומה לדאגסטן, בקרי אוויר קדמיים הוצבו ביחידות היבשה, ושימשו להכוונת הכוחות האוויריים. עם זאת, עדיין היו מקרים מרובים של ירי דו צדדי. כמו כן, השימוש בכוח האווירי כארטילריה במקום כפלטפורמת תקיפה מדויקת גרמה להרג חפים מפשע. בשלבים המוקדמים של הלחימה חיל האוויר ביצע בין 70 ל-80 אחוז מכל משימות הסיוע באש, לעומת 17 אחוז שבוצעו על ידי התותחנים. בשלב מאוחר יותר, חוסר באמצעי לחימה מדויקים הקשה על התמודדות עם מעוזים של ההתנגדות שנטו להימצא בהרים מיוערים בהם התמרון והגישה היו קשים במיוחד. כמו כן, הכוח האווירי היה לא יעיל ללוחמה בגרילה ובשטח בנוי, והמחסור באמצעי ניווט ונחיה מתקדמים מנע מכלי הטיס את היכולת לפעול בלילה ובמזג אוויר קשה.
בדומה למלחמת צ'צ'ניה הראשונה, הפעילות האווירית גרמה לנזק למוכנות של כלל חיל האוויר. בפברואר 2000 הוקצה כ-60 אחוז מכל התקציב השנתי של חיל האוויר ללחימה ולכן לא היה תקציב זמין לאימון ולרכש דלק ואמצעי לחימה. האבדות במטוסים עד פברואר 2000 עמדו על 2 מטוסי Su-25, מטוס Su-27 אחד ו-16 מסוקים. רבות מהאבדות של המסוקים ניתן לזקוף למחסור בכישורי טיס של הטייסים ולבעיות אחזקה שנגרמו מבעיות תקציביות.
הרפורמות בחיל.
קליטת התעופה של כוחות היבשה.
עד ינואר 2003, חיל היבשה הרוסי כלל רגימנטים של מסוקי תובלה וקרב משלו, שעברו לאחריותו בעקבות מלחמת אפגניסטן. לאחר הפלת מסוק מי-26 ומותם של 119 אנשים בצ'צ'ניה ב-19 באוגוסט 2002, הוחלט להעבירם לאחריות חיל האוויר. תחקירים שבוצעו בעקבות אירוע זה הציגו מספר רב של מקרים של רשלנות והדחקה של קציני המסוקים בתוך הארגון של צבא היבשה, מה שגרם לניהול מסורבל שעיכב כל דרישה או צעד שננקט על ידי קצינים אלה.
מלחמת גאורגיה-רוסיה.
באוגוסט 2008 פרצה מלחמה בין רוסיה לגאורגיה שנמשכה חמישה ימים. חיל האוויר הפעיל במהלכה 120 מטוסים ו-70 מסוקים. במהלך המלחמה הושגה עליונות אווירית במהירות יחסית על חיל האוויר הגיאורגי, שהסתמך בעיקר על מטוסי Su-25. וחיל האוויר הרוסי הפעיל עוצמה אווירית באופן שהיה יעיל יותר נגד צבאות סדירים. עם זאת, התגלה שמערכות זיהוי עמית-טורף הרוסיות לא עודכנו מאז התפרקות ברית המועצות, ולכן לא זיהו משדרי מכ"ם גיאורגים שיוצרו בברית המועצות בזמנו, וכתוצאה מכך אבדו מספר מטוסים. כמו כן, חיל האוויר הרוסי סבל מחוסר במטוסי ואמצעי ביון טקטיים. וכן בדומה לכל העימותים הקודמים, אמצעי נחייה וחימוש מיושנים הקשו על המשימות הטקטיות של חיל האוויר הרוסי.
הרפורמות של אנטולי סרדיוקוב.
בשנת 2008 הכריז שר ההגנה הרוסי אנטולי סרדיוקוב על תוכנית רפורמות מקיפה בכלל הכוחות המזוינים, תוכנית רפורמת זאת דורבנה עקב לקחי מלחמת גאורגיה-רוסיה. מטרתה בחיל האוויר הייתה לארגן כוח אווירי מודרני קטן יחסית לזה שהיה נהוג בעבר, אבל עם שיעור מוכנות וכשירות גבוהים יותר תמורת מחיר תפעולי נמוך יותר. במסגרת רפורמות אלה הוקטן מספר המחוזות הצבאיים מ-6 ל-4 (מחוז הצי הצפוני נשאר עצמאי), ושש ארמיות ההגנה האווירית אורגנו מחדש כארבעה פיקודי הגנה אווירית, והוכפפו למחוזות הצבאיים.
רגימנטים וטייסות אוויריות אורגנו מחדש כ"בסיסי טיסה". בשיטת ארגון זו יחידות הטיסה שהיו עצמאיות לפני כן קלטו את כל הסגל וכוח האדם של המתקנים הקבועים. שיטה זו לא דרשה פיקוד מקביל למתקנים הקבועים, וכתוצאה מכך קטן משמעותית מספר אנשי הסגל במתקנים אלה. המבנה הישן של הרגימנטים, שכללו לרוב 3 טייסות, הוחלף גם כן, וכמות הטייסות ירדה בצורה משמעותית. למרות הקטנת כמות היחידות, השינוי הארגוני אפשר הסדרת יחידות עם מצבה מלאה של כלי טיס, במקום המבנה הישן בו, בשל החוסר התקציבי, הטייסת השלישית הייתה לרוב מתנוונת ומטוסיה היו הופכים למקור חלפים. בנוסף לזאת, השינוי הארגוני, אפשר הקטנת מספר היחידות והגדלת כמות ועצימות האימונים עם מחירי תפעול נמוכים יותר.
עם זאת, הרפורמה לא הוכנה ולא בוצעה כראוי ושינויים משמעותיים הוחלו מספר פעמים במהלכה. לדוגמה, ב-2009 נקלטו רגימנטים של המסוקים בתוך בסיסי טיסה קיימים ופעלו יחד עם טייסות המטוסים ביחידות אלו. מצב זה שונה בשנת 2010, וטייסות המסוקים אוגדו בבסיסי טיסה משלהם תחת ענף תעופת צבא היבשה. דוגמה נוספת היא קבלת רגימנטים של מטוסי Su-27 ו-MiG-31 שפעלו מבסיסים יבשתיים של הצי בשנת 2011, טייסות אלה הוחזרו לצי ב-2013.
ב-2012 התמנה סרגיי שויגו לתפקיד שר ההגנה והוא בתורו ביטל מספר שינויים שהונהגו ברפורמות של קודמו. קבוצות בסיסי הטיסה פורקו שוב לרגימנטים (פרט לתעופת צבא היבשה), כאשר מפקדות הבסיסים הפכו למפקדות הדיוויזיות. הרגימנטים, אם כן, חזרו להיות עצמאיים. ב-2015 אוחדו מפקדות חיל האוויר וההגנה האווירית לארבע ארמיות מאוחדות של חיל האוויר וההגנה האווירית. עם זאת, מרבית הרפורמות שהונהגו על ידי אנטולי סרדיוקוב הושארו על כנן, דוגמת יחידות המסוקים שנשארו בצורת הארגון של בסיסי הטיסה, יחידות התמיכה הקרקעית דוגמת גדודי האחזקה וגדודי התקשורת שלא חזרו להיות עצמאיים ונשארו תחת המפקדות של הדיוויזיה וצמודים למתקנים עליהם הם אמונים. והעובדה שאף על פי שהרגימנטים האוויריים שחזרו לקיום ולעצמאות לא שינו את אזורי הצבתם ואופן הפעילות שלהם.
מיזוג עם כוחות ההגנה של האוויר והחלל.
בשנת 2015 ארגנה רוסיה את כוחות האוויר והחלל על ידי מיזוג של חיל האוויר וההגנה של האוויר והחלל שהיווה את הצעד הבא בריכוז היכולות האוויר והחלל שהחל בשנת 1998 עם מיזוגם של חיל האוויר וחיל ההגנה האווירית. צעד זה היווה מעין תשובה לתוכנית תקיפה גלובלית מיידית של ארצות הברית. שילוב מערכות ההגנה נגד טילים בליסטיים באזור מוסקבה עם כ-130 רכבי חלל ולוויינים מהווה יכולת לוחמת חלל משמעותית. בשנת 2018 החלו ניסויים במטוס מיג-31 הנושא טיל נגד לוויינים המסוגל לשאת את הטיל כ-1,000 קילומטר לפני שיגורו.
מלחמת האזרחים בסוריה.
כחלק מהמעורבות הרוסית בסוריה, החל מספטמבר 2015 חיל האוויר מפעיל רגימנט אוויר מעורב הפועל מבסיס חמיימים שבסוריה, עם יחידות מטוסי קרב, הפצצה, מסוקים וביון המבצעות סבבים בזירה. בנוסף מוצבים בשדה יחידה של מטוסים בלתי מאוישים מסוג אורלן-10, ומספר סוללות נ"מ מסוג S-400, SA-15 ו-SA-19.
מבנה ארגוני.
אחריות חיל האוויר נופלת על חמישה ענפים ארגוניים:
חיל האוויר הרוסי פועל, במקביל לכוחות החלל וכוחות ההגנה נגד מטוסים וטילים, תחת מטריית האחריות של חיל האוויר והחלל המפעיל את מרכז ניהול של כוחות האוויר והחלל ה-1073. חיל האוויר כולל ארבע ארמיות אוויר המוצבות כל אחת במחוז פרט למחוז הצי הצפוני המאורגן כולו על ידי צי רוסיה. ארמיות אלה כוללות יחידות מטוסים טקטיים (תקיפה וקרב) יחידות מטוסי יירוט, ויחידות תובלה טקטיות, בנוסף ליחידות מסוקים הפועלים בצמוד לצבא היבשה. ארמיות אלו כפופות מבצעית לפיקודים האסטרטגיים המאוחדים של כל מחוז.
מבנה אופרטיבי.
החיל מאורגן סביב הרגימנט האווירי. העקרון הוא שרגימנט יהיה יחידה עצמאית עם שדרת פיקוד, כוח אדם וציוד משלה.
מספר רגימנטים מאורגנים תחת דיוויזיה. לרוב דיוויזיות מתמקצעות בסוג כלי טיס מסוימים. הדיוויזיה אמונה על פיקוד וניהול הפעילות של הרגימנטים, המתקנים, כוחות האחזקה, התמיכה בשטחה.
הרגימנט מורכב ממספר טייסות (לרוב שתיים) שהן בתורן מורכבות ממספר גפים (לרוב שלושה) המהווים את היחידות הבסיסיות ביותר.
חיל האוויר כולל יחידות "בסיס טיסה" המפעיל מספר טייסות ומקביל לרגימנט. מבנה זה אופייני ליחידות של תעופת חיל היבשה (מסוקים) ובתי הספר לטיסה של החיל. בסיסי הטיסה כוללים גם את המתקנים, כוחות האחזקה והתמיכה באופן אינטגרלי עם שדרת פיקוד קטנה יותר יחסית למתקנים המאוישים על ידי רגימנטים הכוללים את הפיקוד של הרגימנט עצמו והפיקוד של המתקן הפועלים תחת הדיוויזיה.
הכשרת צוותי אוויר ואימון.