Începând cu anul 1948, sovietizarea armatei române a cunoscut un proces amplu care a afectat şi aviaţia militară. La 15 februarie 1949 s-a înfiinţat Comandamentul aviaţiei şi s-a trecut după modelul sovietic de la flotilă la regimente de aviaţie. La 15 iunie 1949, în conformitate cu ordinul nr. 45790 al Marelui Stat Major s-au înfiinţat regimentele 1, 2, 3 aviaţie subordonate Diviziei 1 aviaţie, apoi, în august acelaşi an s-au înfiinţat Regimentul 4 aviaţie de asalt, Regimentul 5 aviaţie cercetare şi Regimentul 6 aviaţie mixt, subordonate Diviziei 2 aviaţie. Diviziile avea în subordine câte 3 regimente de aviaţie omogene sau mixte. În afară de de regimentele de aviaţie indivizionate, mai existau Regimentul 7 aviaţie legătură, Regimentul 8 aviaţie de transport şi Regimentul 9 aviaţie cu detaşamentul spate, dislocate pe aerodromul Giuleşti şi subordonate nemijlocit Comandamentului aviaţiei.
Prin ordinul Marelui Stat Major nr. 12113 din 1 aprilie 1950, aviaţia militară a primit denumirea de Forţele Aeriene Militare, iar comandamentul - Comandamentul Forţelor Aeriene Militare (CFAM). Au intrat în serviciu avioane de producţie sovietică tip IAK-18, PO-2, LA-9, TU-2 şi IL-10.
În anul 1951 au intrat în dotarea Forţelor Aeriene Militare române avioanele cu reacţie IAK-17 şi IAK-23 (77 de avioane) iar în anul 1952 a avioane MiG-15, MiG-15 bis şi S-102 (88 de avioane). După integrarea României în Tratatul de la Varşovia, Comandamentul Forţelor Aeriene Militare române avea în subordine 5 divizii de aviaţie şi o divizie tehnică: Divizia 97 aviaţie, prima mare unitate înzestrată cu avioane reactive IAK-23, Divizia 23 aviaţie vânătoare, Divizia 66 aviaţie de vânătoare, Divizia 68 aviaţie de asalt, Divizia 87 mixtă şi Divizia 34 tehnică. Fiecare divizie operativă avea în subordine un divizion radio şi iluminare şi o companie radiotehnică. Până la sfârşitul anului 1952, toate diviziile de aviaţie vânătoare au fost înzestrate cu avioane cu reacţie.
Prima misiune de interceptare a unei ţinte reale a fost executată în noaptea de 28 octombrie 1952, în condiţii meteorologice grele, de către maiorul Dumitru Balaur, care pilota un IAK-23.
În cadrul unor noi restructurări ordonate de sovietici, în septembrie 1956 s-a înfiinţat Comandamentul Apărării Antiaeriene a Teritoriului (CAAT) funcţionând în această structură organizatorică până la 1 mai 1977.
În anul 1958 a intrat în dotarea Forţelor Aeriene Militare române primul avion supersonic de vânătoare - MiG-19. Trei ani mai târziu, în februarie 1962 dotarea Forţelor Aeriene a fost completată de unul din cele mai performante avioane de vânătoare ale epocii, MiG-21 F13, care a intrat pentru prima dată în dotarea regimentului 93 Aviaţie Vânătoare.
Începând cu anul 1974, aviaţia militară română a început să fie dotată cu avioane reactive construite în ţară, primul zbor al avionului cu reacţie subsonic IAR-93 a fost efectuat la 31 octombrie 1974 de locotenent colonelul Gheorghe Stănică, singurul avion de vânătoare cu reacţie de altă producţie decât cea sovietică, produs şi exploatat vreodată de forţele aeriene ale unei ţări membre a Tratatului de la Varşovia.
În anul 1962 s-au înfiinţat primele subunităţi de elicoptere, iar în anul 1965 prima unitate dotată cu aparate de producţie sovietică Mi-2 şi Mi-4.
În anul 1977 a fost schimbată structura Forţelor Aeriene Militare, primind numele de Aviaţia Militară iar la 1 mai 1977 a fost înfiinţat Comandamentul Aviaţiei Militare, organ de specialitate al Ministerului Apărării Naţionale, care urmărea pregătirea şi întrebuinţarea în luptă a aviaţiei, concepţia de organizare, instruire, planificare şi coordonare a zborurilor în spaţiul aerian al României, pregătirea cadrelor de aviaţie, înzestrarea cu tehnică de luptă. De asemenea a continuat şi procesul de înoire a parcului de aeronave, primele 12 avioane MiG-23 intrând în serviciu în perioada iulie - septembrie 1979.
Pregătirea personalului navigant şi tehnic s-a realizat prin şcoli de specialitate, două dintre acestea au fost cele mai importante: Şcoala militară de ofiţeri de aviaţie "Aurel Vlaicu" înfiinţată în anul 1953 la Tecuci, transferată ulterior la Boboc şi Şcoala militară tehnică de aviaţie "Traian Vuia" (1954), care s-a transformat în Şcoala de maiştri de aviaţie "Traian Vuia" cu sediul la Mediaş.
Pregătirea universitară a cadrelor din aviaţie s-a realizat în cadrul Academiei Militare şi Academiei Militare Tehnice, unde din anul 1976 s-au pregătit şi subingineri de aviaţie, în specialităţile similare ofiţerilor ingineri: avion-motor, instalaţii electrice, aparate de bord, radio şi radiolocaţie, armanent. Unii ingineri militari de aviaţie au fost pregătiţi la facultatea de profil din cadrul Institutului Politehnic din Bucureşti.
În anul 1972, prin Decretul nr. 419 din 23 octombrie şi Hotărârea Consiliului de Miniştri nr. 1303 din 1 noiembrie, aviaţia civilă a fost trecută în subordinea Ministerului Apărării Naţionale, în cadrul căruia a fost creat Comandamentul aviaţiei civile - TAROM. În subordinea acestui comandament au intrat aviaţia sanitară, aviaţia sportivă, 3 centre şi 26 staţii meteorologice preluate de la Ministerul Agriculturii.
La 6 aprilie 1976, prin Decretul nr. 84, Comandamentul aviaţiei civile - TAROM şi-a încetat activitatea, în locul său fiind creat Departamentul Aviaţiei Civile, tot în cadrul Ministerului Apărării Naţionale.
În ziua de 14 mai 1981, ora 20 şi 16 minute, ora României, a fost lansată de pe cosmodromul din Baikonur nava sovietică "Soiuz-40" într-un zbor comun româno-sovietic, având la bord un echipaj format din locotenentul major inginer de aviaţie Dumitru Prunariu şi colonelul Leonid Popov, comandant al navei cosmice. Timp de 7 zile, cosmonautul român a efectuat diferite experienţe ştiinţifice la bordul complexului orbital Saliut-6 - Soiuz-40, revenind pe pământ la 22 mai 1981.
În decembrie 1989, doar cu câteva zile înainte de începutul revoluţiei anticomuniste, intră în doarea Aviaţiei Militare avionul MiG-29.
