Первые самолеты появились у партизан в мае 1942 г.: один Потез 25 и один Бреге 19, на которых два летчика ZNDH (Zrakoplovstvo Nezavisne Drzave Hrvatske, ВВС независимого государства Хорватия) перелетели к партизанам. Первую и вторую эскадрильи НОАЮ сформировали с британской помощью в апреле и июле 1944 г. Ранее эти две вооруженные истребителями «Харрикейн IV» и «Спитфайр» эскадрильи действовали в Ливии. На самолеты нанесли югославские опознавательные знаки, а эскадрильи перебазировали в Южную Италию, а чуть позже – на остров Вис. Американцы оказали помощь королевской авиации, предоставив в рамках ленд-лиза два самолета Цессна «Бобкэт», но эти машины использовались только для перевозок королевской семьи. Уцелевшие после падения Югославии самолеты королевских ВВС были переданы под командование союзников. 11 апреля 1941 г., десять SM.79, два Do-17, один Caudron «Simoun» пытались перелететь в СССР, но перелет оказался удачным только для пяти самолетов (четырех SM.79 и Caudron «Simoun»). После спасения королевской семьи и высших представителей власти 14-16 апреля бомбардировочная авиация сделала попытку перелететь в Грецию. Попытка удалась 40 самолетам, 18 из которых (и 220 человек летного состава) вошли в состав ВВС Великобритании (последний «королевский» самолет летал до лета 1946 г.).
Югославский "Спитфайр" Vc
С февраля 1944 г. в интерсах партизан действовала советская авиация дальнего действия; бомбардировщики Ли-2НБ и В-25 летали с аэродромов на Украине (сбрасывали партизанам на парашютах вооружение, медицинские материалы и т.д.). В марте – июне 1944 г. СССР оказывал пмощь своим союзникам на балконах и с аэродромов Италии, где базировались транспортные Ли-2. О значении этой помощи говорит факт эвакуации 3 июня 1944 г. советским Ли-2 Иосипа Броз Тито и его ближайших соратников. Немцы тогда проводили на територии Западной Боснии и Крайни операцию, целью которой являлось пленение или уничтожение Тито. С июля 1944 г. в интересах партизан с аэродрома в Бари действовала оперативная группа под командованием полковника Соколова в составе 12 транспортных Ли-2 и С-47 и 12 истребителей Як-9Д ВВС Красной Армии.
К сентябрю 1944 г. НОАЮ представляла собой значительную военную силу (50 дивизий), которая освободила от оккупантов значительную часть Югославии. В составе НОАЮ имелось четыре авиационные эскадрильи. Красная Армия, тем временем, продвигалась по территории Румынии и Болгарии, создав условия для более значительной авиационной поддержки частям НОАЮ. По соглашению от 16 октября 1944 г. 10-я гвардейская штурмовая и 236-я истребительная авиадивизии 17-й воздушной армии передавались в НОАЮ. ВВС Югославии усилились 125 штурмовиками Ил/УИл-2, 123 истребителями Як- 1/3/7/9 и пятью У-2. Эти самолеты были обращены на формирование 42-й авиационной и 11-й истребительной дивизий НОАЮ. До марта 1945 г. в составе югославских эскадрилий служили и советские летчики, не только помогавшие югославским коллегам в освоении новых для них самолетов, но и принимавшие участие в боевых действиях. Помощь летчиков ВВС КА была необходимой, потому что направленные в СССР югославские пилоты еще не завершили обучение. В авиационных училищах в Краснодаре (истребители), Грозном (штурмовики), Энгельсе (бомбардировщики) и Москве (транспортная авиация) до 1948 г. прошли подготовку 2500 югославских летчиков, техников и других авиационных специалистов.
Сотрудничество НОАЮ с СССР не было односторонним. К примеру, партизаны передали СССР бомбардировщики В-17 и В-24, разными путями оказавшиеся на территории Югославии.
Партизанским приказом от 23 октября 1944 г. всем пилотам бывших ВВС королевства Югославии, находившимся на освобожденной территории, предписывалось явиться в Панчево (окрестности Белграда) и принять участие в окончательном освобождении Родины от оккупантов. На призыв откликнулось 72 летчика, но вместо получения назначения в строевые части коммунисты объявили их предателями и расстреляли без суда близ села Ябука, недалеко от аэродрома. Вероятно, имелись опасения, что летчики будут способствовать возвращению в Югославию короля Петра. О подобном отношении Тито (по происхождению он был хорват) к летчикам ВВС Хорватии, которые массово покидали ZNDH, не могло быть и речи. Так, бывший генерал ZNDH Франц Пирц стал первым командующим ВВС новой Югославии.
Сразу после окончания Второй мировой войны Тито приложил огромные усилия по усилению боевого потенциала армии и ВВС Югославии. Стала восстанавливаться и югославская авиационная промышленность, сильно пострадавшая от немецких и американских бомбардировок. Первый послевоенный самолет собственной конструкции – учебный Аэро-2 – выполнил первый полет уже в октябре 1946 г.
Особый приоритет получила реактивная авиация. Еще в 1948 г. в Москву отправилась высокопоставленная военная делегация с целью договориться не только о поставках запасных частей для самолетов, в первую очередь – для истребителей Як, но также и о закупке реактивной техники. Переговоры проходили в дружественной атмосфере, а министр обороны СССР маршал Булганин даже пошутил: «Пусть шумят над Белградом», что означало согласие на поставку Югославии истребителей МиГ-9 и Як-15. Увы, случился конфликт между Сталиным и Тито. Этот личный конфликт двух авторитарных правителей радикально изменил отношения между двумя государствами. Естественно, поставка советских реактивных истребителей стала невозможной. Югославская авиация оказалась в полной изоляции. В то время в состав ВВС Югославии входило 12 авиаполков с 400 боевыми самолетами (штурмовики, истребители и бомбардировщики). Лишившийся запасных частей самолетный парк начал «умирать». Булганин 18 марта 1948 г. отдал распоряжение начальнику группы советских военных советников в Югославии генералу Обрашкову срочно покинуть Югославию, потому что советские офицеры находятся во «враждебном окружении».