১৯৯৯ সালের ২০ মে কার্গিল যুদ্ধ চলাকালীন ভারতীয় সেনাবাহিনীকে সহায়তা করার জন্য ভারতীয় বিমানবাহিনীকে ডাকা হয়। কাশ্মীরের উচ্চতা ও প্রতিকূল ভূমিরূপের কারণে বিমানবাহিনী প্রথমে শ্লথগতির মিল এমআই-৮/১৭ হেলিকপ্টার ব্যবহারের ব্যাপারে নিজ সীমাবদ্ধতার কথা জানায়। উল্লেখ্য এই হেলিকপ্টার ১০,০০০ ফুট উচ্চতায় কাজ করতে পারত। এই সীমাবদ্ধতার কথা প্রমাণিত হয়ে যায় যখন পাকিস্তানি বাহিনী ভারতীয় বিমানবাহিনী এমআই-৮ হেলিকপ্টার ও মিগ-২১ ও মিগ-২৭ নামে দুটি জেটকে গুলি করে নামায়। বলা হয়েছিল, এগুলি পাকিস্তানের আকাশসীমায় ঢুকে পড়ে। এই প্রাথমিক ব্যর্থতার পর ভারতীয় বিমানবাহিনী মিরেজ ২০০০ নিয়োগ করে। এটি মিগের তুলনায় উন্নততর সামরিক সরঞ্জামই শুধু ছিল না, বরং রাতেও বিমান হানা চালানোর ক্ষমতা রাখত। মিরেজগুলি সফলভাবে কার্গিলে শত্রুশিবির ও রসদ ক্যাম্পে হানা দেয় এবং কয়েকদিনের মধ্যেই শত্রুদের সরবরাহ ব্যবস্থাটিকে ব্যাপকভাবে ক্ষতিগ্রস্ত করতে সক্ষম হয়। র্যাডার ও মিগ-২৯ বিমানের সাহায্যে বিমানবাহিনী সীমান্তে পাকিস্তানি বাহিনীর গতিবিধির উপর নজর রাখে। মিগ-২৯গুলি মিরেজ ২০০০-এর এসকর্ট হিসেবেও ব্যবহৃত হয়। যুদ্ধের সময় বিমানবাহিনী প্রতিদিন ৪০টির বেশি সর্টি কার্গিল অঞ্চলে আনা-নেওয়া করত। কার্গিলে ভারতীয় বিমানবাহিনীর অপারেশন শুধুমাত্র ভারতীয় জওয়ানদের মনোবলই চাঙ্গা করে না, তা মুন্থো ঢালো ও টাইগার হিল পুনর্দখলের পথও প্রস্তুত করে। ২৬ জুলাই ভারতীয় বাহিনী সফলভাবে কার্গিলকে পাকিস্তানি ফৌজ ও ইসলামি জঙ্গিদের হাত থেকে মুক্ত করে। ১৯৯৯ সালের ১০ অক্টোবর স্যার ক্রিক অঞ্চলের উপর দিয়ে ওড়ার সময় ভারতীয় বিমানবাহিনীর মিগ-২১গুলির সঙ্গে পাকিস্তান নৌবাহিনীর ব্রেগেট আটলান্টিক-এর সংঘর্ষ বাধে। আটলান্টিক ঘটনা নামে পরিচিত এই সংঘর্ষে ষোলোজন পাকিস্তানি নৌবাহিনীর জওয়ানকে বোর্ডেই হত্যা করে ভারতীয় বিমানবাহিনী। ভারত দাবি করেছিল আটলান্টিক ভারতীয় বিমানবাহিনীর বিমান প্রতিরক্ষারক্ষা সংক্রান্ত সংবাদ সংগ্রহের কাজে নিযুক্ত ছিল। পাকিস্তান অবশ্য এই দাবি অস্বীকার করে জানায় ওই নিরস্ত্র এয়ারক্র্যাফটটি ট্রেনিং মিশনে গিয়েছিল।