30 сентября 2015 года Россия начала военную операцию в Сирии. Ежедневно ВКС РФ наносили от 18 до 88 ударов по позициям «Исламского государства» (ИГ, запрещено в РФ).
После теракта на российском самолете A321 в Египте 31 октября 2015 года интенсивность ударов резко возросла: к середине декабря ВКС дополнительно совершили 3,8 тыс. боевых вылетов и уничтожили около 8 тыс. объектов.
24 ноября 2015 года истребитель F-16 ВВС Турции сбил российский бомбардировщик Су-24 М в районе сирийско-турецкой границы. Инцидент привел к резкому ухудшению отношений России и Турции.
Число боевых вылетов ВКС РФ начало сокращаться после 15 марта 2016 года, когда из Сирии были выведены основные силы российской группировки.
27 марта 2016 года при поддержке ВКС РФ была освобождена античная Пальмира, захваченная ИГ в мае 2015 года.
В декабре 2016 года боевики вновь захватили город, однако в начале марта 2017 года ВС Сирии отбили Пальмиру.
22 декабря 2016 года сирийская армия освободила город Алеппо.
29 декабря 2016 года Владимир Путин сообщил, что сирийское правительство и вооруженная оппозиция подписали документ о прекращении огня. Перемирие началось в полночь 30 декабря. Бои не прекратились, но сместились на юг страны.
В январе 2017 года в Астане началась серия переговоров об урегулировании в Сирии при участии представителей РФ, Сирии, Турции, Ирана и ООН, а также делегации вооруженной сирийской оппозиции. В ходе обсуждений удалось подписать меморандум о создании зон деэскалации в Сирии.
3 ноября от боевиков ИГ при поддержке ВКС РФ был полностью освобожден город Дейр-эз-Зор на востоке страны.
11 декабря президент РФ Владимир Путин поручил начать вывод российских войск из Сирии. По данным Генштаба ВС РФ, сейчас в Сирии нет ни одного населенного пункта или района, находящегося под контролем ИГ.