Według oficjalnych danych, w 2012 roku było 160 samolotów bojowych i 25 transportowych, a nadto samoloty rozpoznawcze (Su-24) i szkolne (L-39). Składało się na nie 72 MiG-29, 36 Su-27, 28 szturmowych Su-25 i 24 bombowe Su-24. Około połowa z nich była jednak niesprawna. Lotnictwo nie kupowało nowych samolotów od czasów radzieckich; jedynie część samolotów była poddawana modernizacji, lecz nie idącej daleko.
Od kwietnia 2014 roku Siły Powietrzne Ukrainy zostały wykorzystane bojowo podczas konfliktu na wschodniej Ukrainie. Walki z prorosyjskimi separatystami, wspieranymi przez Rosję, nasiliły się w lipcu tego roku. Siły ukraińskie utraciły m.in. 5 szturmowych Su-25Vladimir Trendafilovski, Ukraińskie Su-25 nad Donbasem, „Lotnictwo”, nr 2/2016, s. 18–31, .
W listopadzie 2015 roku Ministerstwo Obrony Ukrainy podpisało wstępną umowę na pozyskanie i uruchomienie licencyjnej produkcji samolotów L-15 w zakładach Odesawiaremserwis w Odessiehttps://web.archive.org/web/20160820150121/http://www.defence24.pl/327690,ukraina-chinskie-samoloty-zastapia-l-39 Ukraina: Chińskie samoloty zastąpią L-39?, jednak nie zostały one nigdy wdrożone do służby.