जनवरी 1950 में भारत ब्रिटिश राष्ट्रमंडल के अंतगर्त गणतंत्र बना और भारतीय वायुसेना ने अपने नाम से पहले जुडा ”राॅयल“ शब्द हटा दिया। इस समय भारतीय वायुसेना ने स्पिटफायर, वैंपायर तथा टेम्पेस्ट से लैस छह फाइटर स्क्वाड्रनें गठित कीं जो कानपुर, पूना, अंबाला और पालम से कार्रवाई करती थी। इसके अतिरिक्त एक बी-24 बमवर्षक स्क्वाड्रन, एक सी-47 डकोटा परिवहन स्क्वाड्रन, एक ए ओ पी फ्लाइट, पालम स्थित एक संचार स्क्वाड्रन और एक विकसित होता प्रशिक्षण संगठन अस्तित्व में आया। प्रशिक्षण पूरी तरह राॅयल एयरफोर्स द्वारा स्थापित पद्धति पर आधारित था, अधिकांश अनुदेशक यू॰के॰ में सी एफ एस से प्रशिक्षित थे। 
इसके अतिरिक्त टाइगर माॅथ्स तथा हार्वर्ड से लैस हैदराबाद में नं0 1 उड़ान प्रशिक्षण स्कूल, जोधपुर में प्रेंटिसेज तथा हार्वर्ड से लैस स्क्वाड्रन नं0 2 उड़ान प्रशिक्षण स्कूल और बेगमपेट, कोयम्बतूर तथा जोधपुर में भारतीय वायुसेना काॅलेज स्थापित किए गए। एच ए एल ने डि हेवीलैंड वैंपायर के लाइसेंस निर्माण के अतर्गत प्रमुख हिस्से-पुर्जों से एक बैच का निर्माण किया और बाद में 250 और बैच का निर्माण किया। इसके अतिरिक्त, 60 वैंपायर टी माक्र 55 बनाए जाने थे जिनमें से 10 आयातित किट को जोड़कर तैयार किए गए थे। नं0 7 स्क्वाड्रन की तरह नं0 2, 3 और 8 स्क्वाड्रनों को वैम्पायर से लैस कर गठन किया गया। इसके अतिरिक्त 1951 में पिस्टन-इंजिन लगी फाइटर काम्बैट की अंतिम यूनिट का गठन भी किया गया। नं0 14 स्क्वाड्रन को स्पिटफायर माक्र ग्टप्प्प् से लैस किया गया। वैम्पायर एन एफ माक्र, 54 दो सीट वाले नाइट फाइटरों को मई 1953 में हासिल कर इनसे पालम स्थित नं0 10 स्क्वाड्रन को लैस कर पुनर्गठित किया गया। इस प्रकार पहली बार भारतीय वायुसेना ने ’नाइट इंटरसेप्ट‘ क्षमता हासिल की। इसी समय, भारत तथा पाकिस्तान के आपसी संबंध पुनः तेजी से बिगड़ते जा रहे थे और 1947 में विभाजन के समय भारतीय वायुसेना की जो समाघात (काॅम्बैट) नफरी थी उसमें कोई परिवर्तन नहीं हुआ था और वह पूरा युद्ध लड़ने की स्थिति में नहीं थी। तदनुसार सन् 1953-57 के दौरान व्यापक विस्तार की योजना बनाई गई और सरकार ने लड़ाकू विमान प्राप्त करने के गैर-पारंपरिक तथा वैल्पिक स्रोतों को ढूंढ़ना शुरू कर दिया। इस समय फ्रांस के डेसाॅल्ट आॅरेगन फाइटर विमान लेने के निर्णय से विमानों के विभिन्न आपूर्ति स्रोतों की शुरूआत हुई। 24 अक्टूबर 1953 को 100 आॅरेगन अथवा तूफानी जिन्हें भारतीय वायुसेना में यह नाम दिया जाना था, में से पहले चार विमान फ्रांस से पालम पहुंचे और उसी क्रम में नं0 8, 3 तथा 4 स्क्वाड्रनों को इस प्रकार के विमानों से लैस किया गया। तूफानी विमानों को नई गठित यूनिटों नं0 29 तथा 47 स्क्वाड्रनों में भेजा जाना था और 1957 में नं0 3 तथा 8 स्क्वाड्रनों को गैलिक स्टेबल से मिस्टियर प्ट ए विमानों से लैस किया जाना था। भारत की अखंडता पर बढ़ते संकट को देखते हुए विकास की दृष्टि से समाघात यूनिटों को पुनः सज्जित करने के काम को विशेष प्राथमिकता देना अनिवार्य था, लेकिन एयरलिफ्ट क्षमता का विस्तार भी उतना ही महत्वपूर्ण था। सितंबर 1951 में दूसरी ट्रांस्पोर्ट स्क्वाड्रन नं0 11 को सी-47 डकोटा से लैस कर गठित किया गया और 1954 के अंत में, संयुक्त राज्य अमेरिका से 26 फेयरचाइल्ड सी-119 जी पैकेट्स विमान भारत पहुंचे, इससे सर्विसेज की संभारिकी सहायता क्षमता (लाॅजिस्टिक सपोर्ट कपैसिटी) में पर्याप्त वृद्धि हुई। तेज़ी से एयरलिफ्ट आधार का स्थान पाने के लिए सी-119 जी नं0 12 स्क्वाड्रन को जारी किए गए जिन्हें कुछ वर्षों के लिए सी-47 के साथ इस्तेमाल किया गया, क्योंकि पुराने ट्रांस्पोर्ट नई खड़ी की गई यूनिट नम्बर 43 स्क्वाड्रन को स्थानांतरित होने थे। जुलाई 1960 में 29-सी 119 जी का दूसरा बैच प्राप्त किया गया और यू. एस. आपातकालीन सैन्य सहायता के तहत मई 1963 में ट्रांस्पोर्ट फ्लीट में 24 सी-119 जी विमानों को शामिल कर दूसरी नफरी में वृद्धि की गई। 
1955 में अनुरक्षण कमान का गठन किया गया तथा आक्जिलरी एयरफोर्स को फिर से चालू किया गया। बाद में इसकी दो यूनिटें नं. 51 और 52 स्क्वाड्रनें नई दिल्ली और बम्बई में गठित की गईं। अगले वर्ष ए ए एफ की यूनिट नं0 53 स्क्वाड्रन मद्रास में खड़ी की गई और आगामी दो वर्षों के दौरान चार और यूनिटें इसमें जोड़ी गई, नं0 54 (इलाहाबाद), 55 (कलकत्ता), 56 (भुवनेश्वर) और 57 (चंडीगढ़) स्क्वाड्रनें। ए ए एफ स्क्वाड्रनों को एच ए एल द्वारा डिज़ाइन किए गए एच टी-2 ट्रेनर से लैस किया गया जिन्हें आधिकारिक तौर पर 10 जनवरी 1955 को सर्विस में शामिल किया गया और हार्वर्ड-यद्यपि वे वैम्पायर एफ बी माक्र 52 थे- को 1959 में शामिल किया गया। विस्तार तथा आधुनिकीकरण की दृष्टि से भारतीय वायुसेना के लिए वर्ष 1957 विशेष महत्व का था। इसमें बड़े पैमाने पर उपस्करों से लैस करने का कार्यक्रम बनाया गया जिससे सर्विस विश्व स्तर की बन सके। 110 डेसाॅल्ट मिस्टियर प्ट विमानों की सुपुर्दगी शुरू हुई, जिससे पहली बार सेना में पराध्वनिक उड़ान (ट्रैन्सोनिक फ्लाइट) युग की शुरूआत हुई और हाॅकर हन्टर तथा इंग्लिश इलेक्ट्रिक कैनबरा विमान भारतीय वायुसेना की सूची में शामिल होने शुरू हुए। मिस्टियर विमानों से लैस एक नया नं0 1 स्क्वाड्रन खड़ा किया गया, मौजूदा वैम्पायर से लैस नं0 1 स्क्वाड्रन को नं0 27 स्क्वाड्रन का नाम दिया गया; नं0 5 स्क्वाड्रन को कैनबरा बी (1) माक्र 58 से पुनः सज्जित किया गया तथा वर्ष के अंत में नं0 7 स्क्वाड्रन को हंटर एफ माक्र 56 में परिवर्तित करना शुरू किया गया। शायद यह उचित ही था कि जिस वर्ष आधुनिक हार्डवेयर बड़े पैमाने पर शामिल होना शुरू हुुआ उसी वर्ष भारतीय वायुसेना के पिस्टन-इंजिन फाइटर युग का अंत भी हुआ। नं0 14 स्क्वाड्रन ने जो कि अंतिम फस्र्ट लाइन पिस्टन-इंजिन फाइटर यूनिट थी वैम्पायर के साथ पुनः सज्जित होने की तैेयारी में अपने स्पिटफायर मार्क ग्टप्प्प् विमान के साथ हलवारा गई।
बहुत कम वर्षों की अवधि में सर्विस को 15 स्क्वाड्रनों के फोर्स से 33 स्कवाड्रनों की फोर्स बनाने के उद्देश्य से शुरू किए जाने वाले विस्तार कार्यक्रमों को लागू करने में उस समय भारतीय वायुसेना की अत्यधिक शक्ति लगी थी, जबकि व्यापक स्तर पर उपस्कर परिवर्तन का भगीरथी प्रयास पूरा हुआ। अनेक नए स्क्वाड्रन जैसे नं0 15,17,20,24,27 तथा 45 को अंतरिम उपस्कर के रूप में वैम्पायर एफ बी मार्क 52 से लैस कर खड़ा किया गया। 1959 तक कैनबरा बी (।) मार्क 58 से लैस दो अतिरिक्त स्क्वाड्रनें नं0 16 तथा 35 गठित हो चुकी थीं। नं0 106 स्क्वाड्रन को कैनबरा पी आर मार्क 57 से लैस किया गया और 1961 के अंत तक छः स्क्वाड्रनें (7,14,17,20,27 और 37) हंटर से लैस हो चुकी थीं। काम्बैट एलीमेंट के लिए ही विकास प्रतिबंधित नहीं किया गया अपितु, भारतीय वायुसेना के ट्रांस्पोर्ट फोर्स को छः स्क्वाड्रनों तक बढ़़ा दिया गया। तीन को सी-47 (नं0 11,43 और 49), दो को सी-119 जी (नं0 12 और 19) और एक को डी एच सी-3 आॅटर्स (नं0 41) से लैस किया गया। 
साठ के शुरू में भारतीय वायुसेना में नए किस्म के और विमानों को शामिल किया। इनमें से सर्वाधिक या चर्चित था। फाॅलण्ै ड नेट लाइटवेट फाइटर। दूसरी आश्चर्यजनक तेजी के कारण, जीनैट ने कम लागत के विमान देने का प्रस्ताव किया और पचास के मध्य में एच ए एल द्वारा इसके निर्माण के लिए लाइसेंस करार को अंतिम रूप दिया गया और निर्माता कंपनी ने 23 तैयार एयरक्राफ्ट तथा 20 सेट हिस्से-पुर्जों (कम्पोनेंट्स) की आपूर्ति की। मार्च 1960 में भारतीय वायुसेना की पहली यूनिट, नं0 23 स्क्वाड्रन ने े वैम्पायर एफ बी मार्क, 52 से जीनैट पर परिवर्तन प्राप्त किया। 1962 के शुरू में अम्बाला में नं0 2 स्क्वाड्रन को जीनैट से लैस किया गया, साथ ही नं0 9 स्क्वाड्रन भी इनसे लैस की गयी।
गणतांत्रिक हैसियत प्राप्त करने के समय की स्थिति
स्वतंत्रता तथा विभाजन
उपमहाद्वीप में युद्ध
सोवियत ट्रांस्पोर्ट तथा हेलीकाॅप्टर