tememesi üzeri bu hava başarıları kısıtlı kullanım nedeniyle çarçur edildi. Daha sonra Milliyetçi İspanya hava kuvvetlerine verilen Alman Messerschmitt Bf 109 uçakları Milliyetçilere bir daha kaybetmedikleri hava üstünlüğünü kurdurttu. İspanya'daki bu yenilgi Stalin'in tecritleriyle aynı zamana dek geliyordu. Bu tecritlerde birçok ordu komutanı idam edilmesinden, hızla gelişen Sovyet Hava Kuvvetleri'nin çatışma kapasitesi de etkilendi. Yeni subaylar uçuş ve komuta deneyimlerinden eksik iken, eski subaylar ise General Alksnis ve diğer subayların başına gelenlerden dolayı inisiyatif sahibi değillerdi. En küçük kararları bile Moskova'ya soran ve pilotları basit ve önceden bilinebilen hava savunma ve saldırı teknikleriyle eğiten bir hale gelmişlerdi.

19 Kasım 1939 günü VVS komutanlığının adı Kızıl Ordu Hava Kuvvetleri Ana Direktörlüğü olarak değiştirildi.

İspanya İç Savaşı'nda ve Uzak Doğu'da Japon İmparatorluğu'na karşı yürütülen sınır savaşında bazı pratik savaş deneyimleri elde edildi. Almanya'nın saldırmasından az önce, bir Sovyet Gönüllü Grubu Çin Cumhuriyeti'ne gönderilerek devam eden Çin-Japon Savaşı'nda Japonlara karşı savaşan Çin Hava Kuvvetleri'nin pilotları eğittiler. Fakat bu deneyimler Finlandiya'ya karşı gerçekleştirilen Kış Savaşı'nda pek işe yaramadı. Bu savaşta Sovyet avcı ve bombardıman uçaklarının deneyimsiz pilotları, az sayıdaki Finlandiya Hava Kuvvetleri pilotu tarafından yenilgiye uğratıldı. Daha sonra VVS, İspanya İç Savaşı'ndaki gelişemelerden dolayı Sovyet Hava Savunma birliklerinin kurulduğunu haber aldı. Fakat bu şekildeki saldırı engelleme amaçlı savunma taktikleri Finlerin karşısında pek başarılı olamadı. Finler dal-hemen kalk taktikleri uygulayarak üstün sayıdaki Sovyet rakiplerini düşürmeyi başarıyorlardı. Bu başarısızlıkta 1937-38 yıllarındaki ordu tecritleri şüphesiz önemli bir sebepti. Bunlar, VVS ve komuta kademesinin ihtiyatlı davranmasına ve yeni savaş taktiklerine karşı gerekli önlem alamamasına sebep oldu. Sovyet Hava Kuvvetleri ve Sovyet uçak sanayisi, 1941'deki Alman saldırısından önce fazla deneyim edinemedi.

Barbarossa Harekâtı'ndan altı ay önce 1 Ocak 1941'de Sovyet Kızıl Ordusu Hava Kuvvetleri'nin 363.900 personeli vardı. Bu sayı Sovyetler Birliği'ndeki tüm askeri personel sayısının %8.65'idir.

İkinci Dünya Savaşı patlak verdiğinde Sovyet ordusu, savaşı kazanabilmek için yeterince hazır değildi. Josef Stalin, 1931 yılında Sovyet endüstrisinin Batılı güçlere oranla "50 ya da 100 yıl gerisinde" olduğunu belirtmiştir. Savaşın sonuna doğru Sovyet yıllık uçak üretimi, 3. Alman Reichi'ninkini geçmişti. Sovyet uçak üretimi 1944'te 40.241'e çıktı. Büyük Vatanseverlik Savaşı sırasında 157.261 uçak üretildi ve bunların 125.655'i savaş uçağıydı.
Almanya ile savaştaki uçak kayıplarının ana sebebi yetersiz askeri taktikler değildi. Bunun ana sebepleri yeterli deneyimleri olmayan pilotlar ve yer destek ekipleriydi. Çoğu uçak, pilotları yanlış yönlendiren emirler yüzünden ve Barbarossa Harekâtı sırasında Alman Ordusu'nun(Wehrmacht) hızlı ilerlemeleri sonucu savunma yapmak zorunda kalan pilotların, kendilerininkinden daha üstün uçak modelleriyle karşılaşmaları sonucu meydana gelmiştir. Barbarossa Harekâtı'nın ilk günlerinden Alman Hava Kuvvetleri (Luftwaffe), 2000'ne yakın Sovyet uçağını imha etmiş ve sadece 35 uçak kaybetmiştir. Bunların 15'ide çatışma dışı kayıplardır.

İkinci Dünya Savaşı sırasında VVS'nin en önemli uçak modelleri kara saldırı uçağı İlyuşin Il-2 ve Yakovlev Yak-1 avcı uçağı olmuştur. Her iki uçakta sınıflarının en çok üretilen uçaklarıdır ve ayrıca Büyük Vatanseverlik Savaşı'nın çoğu zamanında VVS'nin uçak kapasitesinin yarısını oluşturmuşlardır. Eski tasarımlı Messerschmitt Bf 109'ın aksine Yak-1, 1940 yılında tasarlanmıştı ve gelişmiş bir modeldi. Yak-9,1944'te kadar VVS'ye Luftwaffe ile eşitlik şansı sağladı. Ve en son ve en iyi modeli olan Yak-3'ün savaşa sürülmesiyle Luftwaffe pilotları bu uçakla çatışmadan kasten kaçındılar. Sıra numarasına aykırı olarak Yak-9'dan sonra üretilmiştir. VVS'nin diğer önemli uçak modelleri Lavoçkin avcıları, genellikle Lavoçkin La-5, Petlyakov Pe-2 model çift motorlu saldırı bombardıman uçakları ile basit ama kullanışlı ve çok yönlü orta büyüklükte bombardıman uçakları olan Ilyushin Il-4'lerdir.

İkinci Dünya Savaşı'ndaki diğer birçok ordu gibi Sovyet Hava Kuvvetleri'de kadınlara hava eğitimi vererek savaşan hava gruplarına almak için bir programlar başlatmıştır. Savaştan önceki dönemde VVS'deki az sayıdaki kadından biri olan Marina Raskova, Josef Stalin'i bu konuda ikna edetek 3 tane tamamı kadınlardan oluşan hava alayı kurulmasını sağlamıştır. Bunlar; 586. Avcı Hava Alayı, 587. Bombardıman Hava Alayı ve 588. Gece Bombardıman Hava Alayı'dır. 588. Gece Bombardıman Hava Alayı'na Almanlar tarafından Gece Cadıları(Almanca:Nachthexen) adı takılmıştır. Daha sonra savştaki başarılarından dolayı bu iki birlik Muhafız Birlik sınıfına yükseltilerek onurlandırılmışlardır. Bu üç alay dışında, bazı Sovyet kadınları erkek hava gruplarında da görev yapmıştır. Kadın pilotlar, nişancılar, teknik uzmanlar, silah uzmanları ve diğer kadın yer personelinin VVS'deki sayısı 3,000'den fazladır. Kadın pilotlar 24,000'den fazla uçuş yapmıştır. Bütün bu çabalar dünyadaki en başarılı iki kadın avcı uçağı pilotunun ortaya çıkmasını sağlamıştır. Bunlar Yekaterina Budanova ve Lidya Litvyak'tır.

1942'den savaşın sonuna kadar VVS'nin komutanı olan Üst Hava Mareşali Alexander Novikov, yeni içaklar ve silah sistemleri geliştirilmesinde öncülük etmiştir. Savaşında sonuna doğru bilindiği gibi Alman askeri birlikleri ve siviller Berlin'e doğru geri çekilmekteydi. Bu geri çekilme sırasında Sovyetlerin alçaktan uçan uçaklarının saldırısına ve bombalamasına mağruz kalmışlardır. Bu taktikte 1920 model eski Polikarpov Po-2 uçakları da yer almıştır. Fakat Wehrmacht cephe kuvvetleri Kızıl Hava Kuvvetleri'nin kazandığı üstünlüğü geri almayı başarmışlardır. Sadece bir stratejik operasyonda, Jassi–Kişinev Stratejik Saldırısı, 5. ve 17. Hava Ordusu ile Karadeniz Donanma Filosu Havacılığı uçakları, Luftflotte 4 ile Romanya Kraliyet Hava Kuvvetleri karşı 3.3:1 oranında üstünlük sağlamıştır. Bu zafer sayesinde 2. Ukrayna Cephesi ve 3. Ukrayna Cephesindeki kara birlikleri hava saldırısı tehlikesinden korunmuş oldular. 
Diğer birçok ülke gibi Sovyetler Birliği'de İkinci Dünya Savaşı sırasında Lend-Lease yardımları sayesinde batılı uçak modellerine sahip olmuştur. Bunlar çoğunlukla P-39 Airacobra, P-63 Kingcobra, Hawker Hurricane, Curtiss P-40 Kittyhawks ve A-20 Havoc adlı modellerden oluşmaktadır. P-39 Sovyetlerin elinde, bütün Birleşik Devletler pilotlarının avladığı sayının toplamından fazla avlama yapmıştır. 1943 yılının başlarında iki hava alayı Supermarine Spitfire model uçaklarla donatılmıştı fakat bunun yanlış bir karar olduğu sonra anlaşıldı. Bu Birleşik Krallık uçakları, Almanların Bf 109 uçaklarına benzemeleri sonucu dost ateşiyle düşürüldüler. Amerika Birleşik Devletleri'nden ve Birleşik Krallık'tan alınan Lend-Lease uçaklarının sayısı toplam Sovyet hava gücünün %12'sini oluşturmaktadır.

Soğuk Savaş sırasında Sovyet Hava Kuvvetleri'nde modernizasyona gidilerek birlikleri modernize edildi, güçlendirildi ve yeni hava taktikleriyle eğitildi. Gücünün zirveye ulaştığı 1980'lerde 10,000 uçağı savaşa sürebilecek güçteydi. 1990'ların başında Sovyetler Birliği sayı ve kalite bakımında süpergüç standartların bir hava kuvvetlerine sahipti.

VVS, Soğuk Savaş sırasında 3 ana kola ayrılmıştı(Batı'daki hava kuvvetlerine bağlı komutanlıkların benzerleri): 
Hava Savunma Kuvvetleri("Voyska protivovozdushnoy oborony" veya "Voyska PVO"), hava savunması, düşman uçaklarının engellenmesi üzerine odaklanmıştı ve Sovyet askeri organizasyonunda hava kuvvetlerinden ayrıydı. 1 Eylül 1983'te Kore Hava Yolları 007 sayılı uçağını Hava Savunma Kuvvetleri düşürmüştü.

Sovyet Donanması'nın kendine ait ayrı Donanma Havacılığı("Aviatsiya Voenno Morskogo Flota" veya "AV-MF") bölümü vardı.

Sovyetler Birliği'nin son yıllarında, Sovyet Hava Kuvvetleri orduları aşağıdaki gibiydi.

Bütün hava birimleri VVS Komuta Karargahına bağlı durumdaydı.

Uzun Menzil Havacılığı

Grup Kuvvetlerindeki Cephe Havacılığı 

Askeri Nakliye Havacılığı

Cephe Havacılığı

PVO Havacılığı (Hava Savunma) 

Volga-Ural Askerî Bölgesi'ndeki VVS ve PVO(hava savunma) Havacılığı

Sibirya'daki VVS ve PVO Havacılığı

1980'lerde Sovyetler Birliği, Birleşik Devletler'in İleri Düzey Taktik Avcı Uçağı geliştirme çabalarından haberdar oldu ve kendisi bir diğer dünya süpergücü olarak buna benzer avcı uçakları tasarlamaya başladı.

Bununla ilgili iki adet program başlatıldı. Bunlardan birinin direkt olarak Amerika Birleşik Devletleri'ndeki İleri Düzey Taktik Avcı Uçağı(bu proje ile Amerika Birleşik Devletleri, F-22 Raptor ve Northrop YF-23 uçakklar üretmiştir.) planının karşılığı olması düşünülüyordu. Sovyetler Birliği'nin ileriki avcı uçağı "Mnogofounksionalni Frontovoi Istrebitel" ("MFI") (Çokamaçlı Cephe Avcı Uçağı) olarak adlandırıldı ve uzun menzilde kullanılabilecek çokamaçlı ağır bir uçak olarak dizayn edildi.

Amerikan Boeing X-32/F-35 Lightning II'e cevap olarak Sovyetler "LFI" programını başlattı. Bu proje ile X-32/F-35'e benzer tek motorlu gerçek bir çokamaçlı uçak yapılması planlanıyordu.

Rusya daha sonra "LFI" projesini "LFS" dönüştürecekti. "LFS" projesi kara saldırı kapasitesi ürezinde duruyordu. 1990'larda Rusya Silahlı Kuvvetleri hafif avcı uçağı üretiminin daha önemli olduğuna inanarak "LFS" projesini iptal etti ve daha düşük bir bütçeye sahip olan "MFI" projesine devam edildi. En son "PAK FA" projesi planlandı fakat Su-27 ve MiG-29 ailesine yeni bir avcı uçağı eklenmedi. PAK FA projesi için olan yarışmayı Sukhoi 2002 yılında kazanmıştı.

1991'de Sovyetler Birliği'nin dağılmasından sonra Sovyet Hava Kuvvetleri personeli ve uçakları yeni bağımsız olmuş devletler arasında paylaşıldı. Bu paylaşımda en büyük pay personelin %60'ı ve uçakların %40'ına sahip olan Rusya'ya aitti.
Rusya, bunları yeni Rus Hava Kuvvetleri'ni kurmakta k