Ngày 3 tháng 3 năm 1955, Bộ Quốc phòng ra Quyết định số 15/QĐA thành lập Ban nghiên cứu Sân bay trực thuộc Tổng Tham mưu trưởng. Ngày nay chính là ngày thành lập Không quân Nhân dân Việt Nam.

1 năm sau, tháng 3 năm 1956, 110 người đoàn cán bộ, chiến sĩ thuộc Ban nghiên cứu sân bay được cử đi nước ngoài học tập. Đoàn học lái máy bay tiêm kích MiG-17 có 50 người, do Phạm Dưng làm trưởng đoàn được cử sang học tập tại Trung Quốc. Sau này, Phạm Dưng được giao nhiệm vụ phụ trách nhóm huấn luyện máy bay Li-2 và trực thăng Mi-4, đoàn tiêm kích MiG-17 giao lại cho Đào Đình Luyện phụ trách.

Cuối năm 1961, đoàn học viên không quân chiến đấu đầu tiên của Việt Nam được đưa sang Liên Xô học. Đoàn có hơn 100 học viên Việt Nam được Đảng và Chính phủ cử sang Liên Xô học lái tiêm kích. Đây cũng là đoàn học viên phi công đầu tiên của Việt Nam tới Liên Xô.

Ngày 30 tháng 5 năm 1963, đơn vị không quân Tiêm kích đầu tiên được thành lập số hiệu là Trung đoàn Không quân Tiêm kích 921, mật danh là Đoàn không quân Sao Đỏ[1] được trang bị 33 máy bay tiêm kích MiG-17 và 3 máy bay huấn luyện chiến đấu MiG-15UTI, do Trung tá Đào Đình Luyện làm Trung đoàn trưởng, Thiếu tá Đỗ Long làm Chính ủy, Thiếu tá Trần Mạnh làm Trung đoàn phó, Thiếu tá Trần Văn Thọ làm Tham mưu trưởng, các phi công đang được đào tạo tại Mông Tự, Trung Quốc. Trung đoàn này được huấn luyện trên cao nguyên Vân Quý - Trung Quốc. Tuy nhiên, mãi đến ngày 3 tháng 2 năm 1964, lễ thành lập Trung đoàn không quân đầu tiên mới được tổ chức tại Mông Tự, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc. Ban đầu Trung đoàn có 33 chiếc máy bay chiến đấu kiểu MiG-17, 3 chiếc máy bay huấn luyện kiểu MiG-15UTI, số phi công có 70 người, được đào tạo ở Trung Quốc trở về nước cùng với số máy bay MiG-17A được viện trợ. Ngày 6 tháng 8 năm 1964, trung đoàn trở về nước.

Ngày 4 tháng 8 năm 1965, trung đoàn không quân tiêm kích thứ hai là Trung đoàn không quân tiêm kích 923, mật danh Đoàn Yên Thế, được thành lập, gồm 2 đại đội 17 phi công MiG-17, do Trung tá Nguyễn Phúc Trạch làm Trung đoàn trưởng, Trung tá Nguyễn Ngọc Phiếu làm Chính ủy. Không quân Việt Nam được trang bị thêm một số máy bay MiG-17F có bộ phận tăng lực.

Năm 1966, Việt Nam nhận được một số máy bay MiG-21 do Liên Xô viện trợ. Những phi công tiêu biểu của đoàn 921 như Phạm Ngọc Lan, Nguyễn Ngọc Độ, Nguyễn Nhật Chiêu đã được đưa sang Liên Xô học chuyển lái từ MiG-17 sang MiG-21.

Cũng trong đầu năm 1966, Trung Quốc viện trợ cho Việt Nam một số máy bay Shenyang J-6, một biến thể của MiG-19. Với số máy bay này, trung đoàn không quân tiêm kích thứ 3 được thành lập tại Sóc Sơn với phiên hiệu Trung đoàn không quân tiêm kích 925, với Trung tá Lê Quang Trung làm Trung đoàn trưởng, Thiếu tá Mai Đức Toại làm Trung đoàn phó. Một số cán bộ, phi công Trung đoàn 923 được huấn luyện chuyển loại MiG-19 tại căn cứ Trường Không quân số 1 ở Tế Nam (Trung Quốc). Tuy nhiên, do tình hình chiến đấu ác liệt và ảnh hưởng của cuộc Cách mạng văn hóa tại Trung Quốc nên mãi đến tháng 10 năm 1969, trung đoàn mới về nước tham chiến, đóng căn cứ tại Yên Bái.

Ngày 24 tháng 3 năm 1967, Sư đoàn không quân Thăng Long (phiên hiệu là Sư đoàn 371) tức Bộ tư lệnh không quân được thành lập, gồm các trung đoàn 921, 923 (tiêm kích) và 919 (vận tải), ngoài ra còn có một đoàn bay Z gồm 2 đại đội MiG-17 và 1 đại đội MiG-21 do Việt Nam trang bị nhưng do các phi công của Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Triều Tiên điều khiển, đóng tại Kép bao gồm gần 200 phi công và chiến sĩ thuộc Quân đội nhân dân Triều Tiên.

Ngày 1 tháng 12 năm 1971, trung đoàn không quân tiêm kích thứ 4 được thành lập, với phiên hiệu là trung đoàn không quân tiêm kích 927, căn cứ tại Thọ Xuân, vì vậy có mật danh Đoàn Lam Sơn. Thiếu tá Nguyễn Hồng Nhị, Anh hùng lực lượng vũ trang nhân dân, Chủ nhiệm bay của Trung đoàn không quân 921 được bổ nhiệm làm Trung đoàn trưởng. Thiếu tá Trần Ưng làm Chính ủy. Thiếu tá Nguyễn Nhật Chiêu, đại úy Nguyễn Văn Nhiên và đại úy Nguyễn Đăng Kính làm trung đoàn phó. Đại úy Nguyễn Văn Tỉnh làm Tham mưu trưởng. Toàn bộ máy bay MIG-21MF (có 4 giá treo vũ khí) giao cho Trung đoàn 921, và số MIG-21PFM (có 2 giá treo) được giao cho Trung đoàn 927.

Năm 1975 Bộ tư lệnh Quân chủng quyết định thành lập trung đoàn máy bay tiêm kích 935 và 937 sử dụng máy bay thu giữ của Không lực Việt Nam Cộng hòa. Cũng trong năm này, hai sư đoàn không quân mới 372/370 cùng lúc được thành lập.[2]