भारत और पाकिस्तान के बीच वर्षों से तनाव निरंतर बढ़ता जा रहा था, जिसकी परिणति पाकिस्तान सेना द्वारा 01 सितंबर 1965 को छम्ब क्षेत्र में बड़े पैमाने पर आक्रमण के रूप में हुई। आक्रमण के लिए समय तथा स्थान के चयन में पाकिस्तान ने पहल की और उस सेक्टर में भारी संख्या में बख्तरबंद सैनिक टुकड़ियों को जमा करके मैदानी लड़ाई में भारतीय सेनाओं के लिए बहुत बड़ा खतरा उत्पन्न कर दिया था। अतः छम्ब-जोरियां सेक्टर में आगे बढ़ती हुई पाकिस्तानी बख्तरबंद सेना (आर्मर) के विरूद्ध हवाई आक्रमण की तत्काल मांग पर नं0 45 स्क्वाड्रन के वैम्पायर एफ बी मार्क 52 विमानों ने, जो उस समय फार्वड बेस पर्र संक्रियात्मक प्रशिक्षण में व्यस्त थे, लड़ाई के पहले दिन 17ः45 बजे पहली उड़ान भरी और उनके पीछे-पीछे नं 3 और 31 स्क्वाड्रन के मिस्टियर विमानों ने उड़ान भरी। 
पाकिस्तानी बख्तरबंद (आर्मर) टेढ़ा-मेढ़ा आगे बढ़ रहा था। इस सेक्टर में भारतीय वायुसेना के जीनैट विमानों ने पाकिस्तानी वायुसेना के सेबर विमानों को मार गिराने में अभूतपूर्व क्षमता का परिचय दिया। पहली हवाई जीत का श्रेय नं0 23 और 9 स्क्वाड्रनों को हासिल हुआ। पश्चिमी पाकिस्तान और भारत के बीच अंतरराष्ट्रीय सीमा पर 6 सितंबर को पूर्ण युद्ध शुरू हो गया था।
बाद के दिनों में भारतीय वायुसेना के कैनबरा विमानों ने रात के समय सरगोधा तथा चकलाला स्थित प्रमुख पाकिस्तानी बेसों तथा अकवाल, पेशावर, कोहट, चकझूमरा और रिसालवाला स्थित अन्य बेसों पर जवाबी हवाई और निरोधक हमले किए। हंटर की खूबियां पूरी तरह सामने आईं।
नं0-7, 20 और 27 स्क्वाड्रनों को पश्चिम में जवाबी हवाई हमले और निरोधक हमले और निकट हवाई सहायता मिशन पर लगाया गया जबकि नं0-14 स्क्वाड्रन के हंटर विमानों ने पूर्व में कलाइकुण्डा स्थित भारतीय वायुसेना के ठिकानों पर आक्रमण कर रहे पाकिस्तानी वायुसेना के सेबर जेट विमानों के विरूद्ध कार्रवाई की। 
मिस्टियर विमानों को शुरू में जमीनी आक्रमण के लिए प्रयुक्त किया गया जिसमें ये बहुत प्रभावी सिद्ध हुए और बख्तरबंद वाहनों के विरूद्ध इनके 55 एम एम राॅकेट कारगर साबित हुए। जीनैट से शानदार संक्रियात्मक सफलता मिली। भारतीय वायुसेना के संक्रियात्मक ठिकानों के ऊपर कैप्स उड़ानें भरकर हवाई सुरक्षा को मुख्य आधार प्रदान करने के साथ-साथ एस्काॅर्ट मिशन उड़ानें भी भरीं। एफ-86 के विरूद्ध इसकी सफलता विशेष उल्लेखनीय थी जिसके लिए ये “सेबर कातिल” कहलाए। सितंबर का युद्ध ऐसा प्रथम युद्ध था जिसमें स्वतंत्रता प्राप्ति के बाद गठित भारतीय वायुसेना शामिल हुई और परिणामस्वरूप इस युद्ध से सर्विस ने अनेक सबक सीखे। युद्धोपरांत विश्लेषण से कुछ अपेक्षाएं उभर कर सामने आईं, यह अनुभव किया गया कि भारत-चीन युद्ध के बाद भारतीय वायुसेना के विस्तार की अत्यंत तेज गति की मांग को पूरा करने के लिए गुणवत्ता के स्थान पर विस्तार की मात्रा पर अधिक जोर दिया गया। अधिक संख्या के कार्मिकों को तैयार करने के लिए प्रशिक्षण पाठ्यक्रमों की अवधि को कम करना पड़ा जिसका संक्रियात्मक कुशलता पर विपरीत असर पड़ा। परिणामस्वरूप अब संख्या की जगह गुणवत्ता पर अधिक जोर दिया गया और प्रशिक्षण का बड़े पैमाने पर पुनर्गठन किया गया।
उपमहाद्वीप में युद्ध
कांगो में कैनबरा
भारी बमवर्षक तथा जेट फाइटर
दिसम्बर 1971 का युद्ध