Основным центром базирования российской авиации стала авиабаза Хмеймим, расположенная в провинции Латакия.
Одна из основных целей российской авиационной группировки — поддержка боевых действий правительственных войск против террористов. Немалую роль в этом играет штурмовик Су-25С.
Поддерживались наземные операции Дамаска и силами вертолётной авиации. Освобождению сирийскими правительственными войсками города Эль-Карьятейн близ Хомса от боевиков ИГ* в апреле 2016 года способствовала поддержка российских Ка-52.
В ходе военной операции в Сирию были переброшены и самолёты дальней авиации. 17 ноября 2015 года экипажи стратегических бомбардировщиков Ту-160, Ту-95МС, Ту-22М3 нанесли массированные удары крылатыми ракетами воздушного базирования и авиабомбами по объектам инфраструктуры «Исламского государства» на территории Сирии. Действия российской авиации позволили сирийским вооружённым силам перейти в наступление по всему фронту в провинциях Алеппо, Латакия, Идлиб, Хомс и Дамаск, отмечалось в докладе российского Генштаба.
В результате ударов ВКС России по нефтяной инфраструктуре ИГ было уничтожено 500 бензовозов.
Российские военные несут боевое дежурство в Сирии не только в воздухе, но и на земле: в стране развёрнуты зенитные ракетные комплексы С-400 и «Панцирь-С2», которые были переброшены на территорию Хмеймима после того, как в ноябре 2015 года ВВС Турции сбили в небе над Сирией российский самолёт Су-24.
Для того чтобы нести дежурство, нужно быть постоянно готовым, в том числе и физически. В этом военнослужащим РФ помогали российские олимпийцы. В августе 2016 года на базу прилетели двукратная олимпийская чемпионка Елена Исинбаева и группа российских спортсменов, завоевавших на играх в Рио награды. На авиабазе Исинбаева сначала провела зарядку для российских бойцов, а потом померилась с ними силами в легкоатлетических упражнениях. «Я показывала свои легкоатлетические упражнения, они — свои. Я смогла повторить практически всё, что умеют они, кроме одного упражнения — вертушки, и была этому очень рада. Наша армия сильная», — рассказала о своих впечатлениях рекордсменка в прыжках с шестом. В честь прибывших звёзд российского спорта военный оркестр Южного федерального округа дал торжественный концерт.
В жизни на авиабазе есть место и праздникам. Военнослужащих в Хмеймиме поздравили с Новым годом президент России Владимир Путин и министр обороны РФ Сергей Шойгу. «Я благодарю всех тех, кто сегодня находится на наших базах за рубежом, всех тех, кто вдали от родины несёт тяжёлую, непростую, рискованную службу», — сказал глава Минобороны военным.
Отмечали в Сирии и День защитника Отечества. С праздником российских военнослужащих в Хмеймиме поздравил известный бард Александр Розенбаум.
9 мая на территории авиабазы прошёл парад, посвящённый Дню Победы. На лётное поле были вынесены флаг России и копия Знамени Победы, прошли несколько российских и сирийских военных расчётов, а также военная техника. Над базой пролетели несколько пар вертолётов и самолётов ВКС РФ.