1999年夏天，在对南斯拉夫进行数天的空袭后，科索沃冲突结束，但是，巴尔干半岛前社会主义国家的战斗没有停止。2001年1月，前南斯拉夫的马其顿共和国（现称为北马其顿）爆发了战斗，主要是马其顿军队和特别警察对在该国北部活动的阿尔巴尼亚分离主义分子的地面行动，但空军也进行了较小程度的干预。
在1992年马其顿宣布从南斯拉夫联邦独立时，只有少量的空军和防空部队。1991年，在南斯拉夫爆发战争期间，南斯拉夫空军在北马其顿首都斯科普里驻扎了第98航空旅，该旅由第241和第247战斗轰炸机中队组成，配备了J-21 和J-22 “鹰”攻击机，以及配备IJ-21侦察型的第354侦察中队。整个旅在1991年和1992年之交从马其顿撤出。在组织上，马其顿空军成立于当年6月，从其库存中只继承了一架四座南斯拉夫教练机Utva-66和四架双座Utva-75 A21。这些飞机最初不属于南斯拉夫空军，而是马其顿航空联盟，后者将飞机借给新成立的空军进行训练。由于克罗地亚和波斯尼亚和黑塞哥维那的冲突，北马其顿在引进军事航空装备方面遇到了问题。1991年9月通过的联合国第713号决议对前南斯拉夫的所有国家（包括后来独立的马其顿）实施了武器禁运。马其顿认为禁运是不公平的，因为它是唯一一个和平脱离联邦的国家。尽管有禁运，政府还是从乌克兰购买了四架An-2运输机，但由于国际制裁，它仍然作为民用登记。1995年，从捷克共和国购买了四架Zlin 242L教练机。
马其顿于1996年解除禁运，从乌克兰购买的四架Mi-17直升机是为该国空军购买的第一批新飞机。马其顿空军计划现代化的其他可能的选择包括L-39MS，来自土耳其的F-5战斗机，来自保加利亚的米格-21bis战斗机和Mi-24D攻击直升机，以及来自德国的Bo-105M直升机，但是这些计划最终都没有实现。
Zlin 242L教练机
自1990年代初以来，邻近的科索沃省的动乱有所加剧。为了充分争取该国的独立，阿尔巴尼亚人民组成了准军事组织科索沃解放军，该组织于1998年开始与南斯拉夫军队进行全面战斗。由于大量阿尔巴尼亚人也位于马其顿北部，马其顿空军司令部决定将飞机转移到后方，使其不会成为当地阿尔巴尼亚团体的潜在目标。在科索沃战争期间，马其顿空军在与南斯拉夫省的边界上进行了频繁的侦察飞行，当地阿尔巴尼亚人也居住在库马诺沃和泰托沃附近的山区，距离首都斯科普里仅几公里，根据1994年的人口普查，那里有22.9%的阿尔巴尼亚人口居住在那里。马其顿空军的Mi-17通过向难民营提供食物、水和医疗用品来帮助从科索沃前往马其顿的难民。除了1999年4月7日在拉多维什村附近坠毁的空军一架Zlin 242L的事故外，马其顿空军没有记录任何严重事件。
在南斯拉夫军队离开科索沃之后，该国被驻科索沃国际安全部队占领，科索沃解放军被解散。然而，其前成员在塞尔维亚南部建立了类似的组织，包括普雷舍夫解放军、梅德韦杰夫解放军和布亚诺瓦克解放军，在北部成立了马其顿民族解放军。从一开始，早在2000年，它就对斯科普里以北的警察局和边境建筑进行了小规模袭击。战斗的激烈程度在2001年3月达到高潮，当时陆军和空军被完全征召来打击恐怖组织。由于缺乏自己的观察飞机，动荡地区由驻科国际安全部队的无人机监测，美国空军使用位于斯科普里的第11侦察中队的MQ-1捕食者无人机，后来被以色列RQ-5猎人取代。德国陆军的Luna X-2000型无人机也参与了行动。
在对其装备进行现代化的计划中，马其顿空军从乌克兰接收了四架Mi-8MT直升机，这些直升机最初在驻科特派团中服役，还有两架Mi-24V直升机。2001年，乌克兰又向马其顿提供了四架米-24直升机和四架苏-25（三架苏-25K和一架苏-25UB），这成为第一架在马其顿空军服役的战斗机。同年12月，乌克兰交付了用于侦察和炮兵指示的Mi-24K。希腊在2001年交付了两架UH-1H直升机。
马其顿空军的首批战斗任务之一是在3月25日泰托沃以北的政府军反攻期间提供支援。在反攻期间，陆军使用米-17和米-8MT直升机来运输步兵部队。尽管阿尔巴尼亚分离主义分子拥有大量FIM-92“毒刺”和Strela-2M便携式防空导弹，但没有直升机损失。3月17日，一架米-17失事，飞机在从波波瓦·萨普卡滑雪胜地起飞时旋翼撞上了旗杆。
北马其顿空军的苏-25K
马其顿空军使用了其唯一的喷气式飞机苏-25,由于缺乏训练有素的飞行员，飞机由乌克兰雇佣兵飞行员驾驶。6月23日，苏-25进行了一次侦察飞行，飞越斯科普里附近的阿拉奇诺沃村，那里正在发生激烈的战斗。8月，阿尔巴尼亚分离主义分子设法从马其顿军队手中缴获了一辆T-55坦克。为了摧毁它，三架苏-25在8月12日进行了首次战斗飞行。苏-25使用无制导的57毫米火箭弹攻击坦克，但没有成功。到2001年11月战斗结束时，苏-25又进行了几次侦察行动，但没有参与直接的战斗活动。冲突结束后，苏-25被编入第101中队，在那里一直服役到2003年。苏-25是该国空军中唯一的喷气式战斗机，由于缺乏飞行员和飞机备件而提早退役。
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第一批米-24于2001年3月23日交付给马其顿。与苏-25的情况一样，由于马其顿空军只有两名机组人员有资格使用Mi-24，马其顿空军的米-24最初由来自前苏联共和国的雇佣飞行员驾驶。米-24的第一次战斗行动是4月2日对泰托沃市以北的阿尔巴尼亚分离主义分子阵地的战斗飞行。马其顿米-24在2001年夏天的战斗中使用非常频繁，据称它们使用了当时在该国的所有57毫米火箭。米-24在冲突期间还使用了大约40枚Shturm-V反坦克导弹，有时是在夜间袭击期间。在6月21日凌晨4：30开始的阿拉奇诺沃村的战斗中，米-24还投下了四枚250公斤的炸弹。在袭击地面目标期间，米-24机组人员经常使用干扰弹来防止阿尔巴尼亚武装分子使用便携式防空导弹。冲突结束后，米-24 K和米-24V成为第201反装甲直升机中队的一部分。米-24K后来退役，目前马其顿空军配备了四架米-24V直升机，由以色列公司Elbit进行了现代化改装。
米-24在行动中
马其顿北部的冲突于2001年11月结束，导致阿尔巴尼亚分离主义部队解散。在近一年的战斗中，马其顿空军只损失了一架米-17直升机，但在战斗中并没有直接损失。冲突期间马其顿空军飞行的确切数量尚不清楚。然而，北马其顿空军能够在相对较短的时间内成功地支持地面部队与当地阿尔巴尼亚分离主义分子作战。由外国飞行员驾驶的米-24V直升机被证明是战斗中最重要的空中力量。苏-25K和苏-25UB攻击机由于后勤原因不经常使用，只有一次直接针对地面目标的行动。北马其顿在2015年也经历了与阿尔巴尼亚少数民族的小规模冲突， 幸运的是，他们的程度与2001年不同，在这种情况下，空军没有出动。