Ilan Ramon se po absolvování letecké akademie v roce 1974 stal bojovým pilotem. V letech 1976 až 1980 se zúčastnil základního výcviku a operací na letounech Douglas A-4 Skyhawk a Dassault Mirage III. Když pak izraelské letectvo vytvořilo v roce 1980 první eskadru stíhacích letounů &lt;a href="General%20Dynamics%20F-16%20Fighting%20Falcon"&gt;F-16A/B&lt;/a&gt;, dostal se do první skupiny izraelských pilotů, kteří na těchto letounech létali, a zúčastnil se základního výcviku a operací na Hillově letecké základně amerického letectva v Utahu. Právě dodání těchto moderních strojů napomohlo uskutečnění akce izraelského letectva s kódovým názvem operace Opera z roku 1981. V letech 1981 až 1983 byl zástupcem eskadry letounů F-16. V roce 1982 se zúčastnil operace Mír pro Galileu, známé spíše jako (první) libanonská válka.