Военно-воздушная операция «Союзная сила» (Operation Allied Force) продолжалась в период с 24 марта по 10 июня. Американская кампания в рамках операции имела кодовое название «Благородная наковальня» (Noble Anvil), а в некоторых источниках она фигурирует под названием «Милосердный ангел».
Причиной международного вмешательства стал межэтнический конфликт между исторически проживавшими в Косово албанцами и сербами. 23 сентября 1998 года Совет Безопасности ООН одобрил резолюцию № 1199, которая требовала от властей СРЮ и руководства косовских албанцев обеспечить прекращение огня в Косово и без промедления начать переговоры.
Особенно сильно ситуация обострилась после инцидента в селе Рачак 15 января 1999 года, когда произошло крупное вооруженное столкновение между представителями югославских силовых структур и боевиками Армии освобождения Косово.
Проведенные в феврале—марте 1999 года в Рамбуйе и Париже (Франция) переговоры были приостановлены 19 марта. Стороны так и не смогли достигнуть договоренности, президент СРЮ Слободан Милошевич отказался подписать военные приложения к договору об урегулировании кризиса.
24 марта 1999 года без санкции Совета Безопасности ООН альянс НАТО начал военные действия на территории СРЮ. Решение о начале операции принял бывший в то время генеральным секретарем НАТО Хавьер Солана.
Официальным поводом начала военных действий было объявлено присутствие сербских войск на территории края Косово и Метохия. Сербские власти также были обвинены в этнических чистках.
Тринадцать стран альянса предоставили для военной операции свою авиацию, среди них Франция, Германия, Италия, Норвегия, Португалия, Испания, Турция, Великобритания и США. На американский контингент пришлось 75% всех операций сил альянса.
Ударные силы НАТО в день начала операции насчитывали 277 единиц летной техники, из них 192 бомбардировщика, 63 самолета логистической поддержки, 19 самолетов-разведчиков и 3 вертолета.

Общее командование кампанией осуществлял глава Высшего штаба союзных государств Европы американский генерал Уэсли Кларк (Wesley Clark).
Первые ракетные удары были нанесены 24 марта около 20.00 по местному времени (22.00 мск) по радарным установкам армии СРЮ, находящимся на черногорском побережье Адриатического моря. Одновременно ракетным атакам подверглись военный аэродром в нескольких километрах от Белграда и крупные промышленные объекты в городе Панчево, находящемся менее чем в двадцати километрах от столицы СРЮ.
Всего было поражено 53 цели. В большинстве крупных городов Сербии и Черногории впервые после Второй мировой войны было объявлено военное положение.
В первый месяц операции «Союзная сила» авиация НАТО ежедневно совершала в среднем около 350 боевых вылетов.
На саммите НАТО в Вашингтоне 23 апреля 1999 года лидеры альянса приняли решение интенсифицировать воздушную кампанию.
Всего за время операции силами НАТО, по различным данным, было совершено от 37,5 до 38,4 тысяч боевых вылетов, в ходе которых было атаковано более 900 целей на территории Сербии и Черногории, сброшено более 21 тысячи тонн взрывчатых веществ.
В ходе авиаударов были использованы запрещенные типы боеприпасов с радиоактивными примесями, главным образом, обедненным ураном (U 238).

Бомбардировки прекратились 9 июня 1999 года после того, как представителями армии СРЮ и НАТО в македонском городе Куманово был подписан военно-технический договор о выводе с территории Косово войск и полиции Союзной Югославии и о размещении на территории края международных вооруженных сил.
Число военных и гражданских лиц, погибших в ходе операции, до сих пор точно не установлено. По оценкам властей Сербии, за время бомбардировок погибли порядка 2,5 тысяч человек, включая 89 детей. Ранения получили 12,5 тысяч человек.
Правозащитная организация Human Rights Watch подтвердила 90 инцидентов, в ходе которых в результате бомбардировок НАТО погибло гражданское население.
По данным организации, во время операции «Союзная сила» было убито от 489 до 528 мирных жителей.
Более 60% жизней гражданского населения унесли 12 военных инцидентов, среди них — авиаудар по колонне албанских беженцев из Джяковицы (14 апреля), в ходе которого было убито от 70 до 75 человек, более 100 получили ранения; налет на города Сурдулица (27 апреля) и Ниш (7 мая), нападение на автобус на мосту близ Приштины (1 мая), удар по албанской деревне Кориша (14 мая), в ходе которого, по разным данным, погибло от 48 до 87 мирных жителей.
По официальным данным НАТО, в ходе кампании альянс потерял погибшими двух военнослужащих (экипаж американского вертолета Aн 64, разбившегося в ходе тренировочного вылета в Албании).
Около 863 тысяч человек, в первую очередь проживавшие в Косово сербы, добровольно покинули регион, еще 590 тысяч стали вынужденными переселенцами.
Окончательный размер ущерба, который был нанесен промышленным, транспортным и гражданским объектам СРЮ, не был назван. По разным оценкам, он измерялся суммой от 30 до 100 миллиардов долларов.
Были уничтожены или серьезно повреждены около 200 промышленных предприятий, нефтехранилищ, энергетических сооружений, объекты инфраструктуры, в том числе 82 железнодорожных и автомобильных моста. Пострадали не менее 100 памятников истории и архитектуры, находившиеся под охраной государства и под защитой ЮНЕСКО.

10 июня Совет Безопасности ООН принял резолюцию № 1244, согласно которой на территории Косово и Метохии было создано международное гражданское присутствие по безопасности. Документ также предписывал вывод из Косово военных, полицейских и военизированных сил СРЮ, свободное возвращение беженцев и перемещенных лиц и беспрепятственный доступ на территорию организаций, оказывающих гуманитарную помощь, а также расширение степени самоуправления для Косово.
12 июня 1999 года первые подразделения международных сил под руководством НАТО — КФОР (Kosovo Force, KFOR) вошли в регион. Изначально численность КФОР составляла около 50 тысяч человек. В начале 2002 года контингент миротворцев был сокращен до 39 тысяч, к концу 2003 года до 17,5 тысяч военнослужащих.
По данным на начало декабря 2013 года численность подразделения составила около 4,9 тысяч солдат из более 30 стран.
Независимая комиссия по расследованию военных преступлений руководителей НАТО против Югославии, созданная 6 августа 1999 года по инициативе премьер-министра Швеции Ханса Йорана Перссона, пришла к выводу, что военное вмешательство НАТО было незаконным, так как альянс не получил предварительного одобрения от Совета Безопасности ООН. Однако действия союзников оправдывались тем, что все дипломатические средства урегулирования конфликта были исчерпаны.
Комиссия подвергла критике использование авиацией НАТО кассетных бомб, а также бомбардировку химических промышленных комплексов и нефтекомбинатов на территории СРЮ, которые нанесли значительный экологический ущерб.
В марте 2002 года ООН подтвердил радиоактивное заражение в Косово в результате бомбардировок НАТО.
По материалам