به دنبال گسترش دو لشکر مکانیزه عراق در مرز ایلام در روز ۱۸ اردیبهشت ۱۳۵۹، هلیکوپترهای نیروی زمینی عراق اقدام به پروازهای شناسایی بر فراز مناطق مرزی نمودند. دو ماه بعد سرانجام اجازه افزایش سورتهای شناسایی و گشت هوایی نیروی هوایی بر فراز مناطق غربی کشور صادر شد و پایگاههای دوم، سوم و چهارم شکاری تاکتیکی به ترتیب در تبریز، همدان و دزفول در آماده باش کامل قرار گرفته و پایگاه وحدتی دزفول مامور گشت شناسایی رزمی با اف-۵ در نوار مرزی میان دهلران تا خرمشهر شد. در جریان یکی از این پروازها هواپیمای اف-۵ئی ستوان یکم غلامحسین باستانی با آتش خودی ساقط شد و او جانش را از دست داد.
در مرداد ماه سال ۱۳۵۹، نیروی هوایی عراق اقدام به بمباران پاسگاه‌های مرزی ایران و حتی در مواردی حمله به تاسیسات نفتی ایران در مناطق مرزی ایران کرد که در برخی موارد با واکنش جنگنده‌های نیروی هوایی ایران روبرو شد. اما قدرت عمل نیروی هوایی به دستور مسئولان محدود شده بود، زیرا تمام تلاش صدام حسین از این حملات، تحریک ایران به بمباران هوایی پایگاههای نیروی زمینی و هوایی ارتش عراق بود. هدف صدام حسین این بود که ایران را آغازگر جنگ معرفی و از عربستان سعودی و هم‌پیمانانش کمک مالی دریافت کند.
در تاریخ ۲۸ مرداد، نیروی زمینی ارتش اقدام به صدور آماده‌باش کامل تمام یگان‌های حاضر در غرب و جنوب غرب کشور کرد، یگان‌هایی که به دنبال انقلاب بشدت پاکسازی شده بودند و حتی آمادگی رزمی‌شان بیش از نیروی هوایی و دریایی کاهش یافته بود. در لشکر ۹۲ زرهی یک درجه‌دار فرمانده تیپ زرهی شده بود، راننده تانک چیفتن به اندازه کافی موجود نبود زیرا رانندگان لشکر بازخرید شده و به عنوان راننده لودر و تراکتور به جهاد سازندگی منتقل شده بودند. این ضعف اهمیت نیروی هوایی را در مقابله با هرگونه تجاوز بیش از پیش نشان می‌داد.
اوایل شهریور ارتش عراق اقدام به گسترش بیشتر نیروهای تازه نفس شامل سه لشکر پیاده کوهستانی، یک لشکر پیاده و دو لشکر زرهی به مناطق صالح آباد، پیرانشهر، باویسی و قصر، مریوان، مهران و قصر شیرین و نفت‌شهر کرد و حملات مرزی خود را شدت بخشید که اوج آن در روز ۱۵ شهریور بود که جنگنده‌های نیروی هوایی عراق حریم هوایی ایران را نقض و پاسگاه‌های مرزی را که بعدا به اشغال عراق درآمدند بمباران کردند.
در پاسخ، نیروی هوایی ایران در روز ۱۹ شهریور اقدام به زدن چند پل مواصلاتی در نزدیکی مرز عراق کرد تا حرکت نیروی زمینی عراق به سمت مرزهای ایران را با مشکل مواجه و ارتباط یگان‌های ارتش عراق را در زینل‌کش و خان‌لیلی در خاک ایران، با فرماندهی عراق قطع کند. پیش‌تر نیز در روز ۱۶ شهریور فانتوم‌های پایگاه سوم شکاری تاکتیکی نوژه (شاهرخی) اقدام به بمباران پاسگاه‌های مرزی عراق و همچنین پاسگاه‌های مرزی تحت اشغال عراق در خاک ایران نموده بودند.
در هفته سوم شهریور ماه سرانجام شورای عالی انقلاب دستور افزایش آمادگی رزمی نیروی هوایی را داد و پس از آن نیروی هوایی شتابزده اقدام به افزایش سورتهای پروازی برای افزایش آمادگی پروازی و رزمی خلبانان کرد و حتی چندین سورتی تمرین بمباران هوایی نیز صورت گرفت.
اما به سبب کمبود خلبان در برخی از گردان‌ها، تصمیم به آزادسازی برخی از خلبانان زندانی از زندان‌ها و دعوت آنها به خدمت برای دفاع از وطن گرفته شد. سرهنگ فکوری فرمانده وقت نیروی هوایی هیئتی را برای دلجویی از آنها تشکیل داد. هر چند این امر کاملا دیر صورت گرفته بود و امکان بازگشت بسیاری از آن خلبانان پاکسازی شده وجود نداشت اما بودند کسانی که به محض دعوت به خدمت یا آزادی از زندان و حتی رهایی از جوخه اعدام، به خدمت بازگشتند. برخی از آنها جانشان را در جنگ از دست دادند همچون سروان ابوالفضل مهدیار و ستوان یکم غفور جدی اردبیلی و بسیاری دیگر.
پیش از شروع رسمی جنگ و در جریان عملیات رزمی نیروی هوایی، چهار فروند جنگنده و یک فروند هلیکوپتر نیروی هوایی ساقط شد و شش خلبان جان خود را از دست دادند از جمله در منطقه سرپل ذهاب در روز ۱۷ شهریور خلبان کابین عقب اف-۴ ستوان یکم علی ایلخانی به علت برخورد گلوله‌های پدافند خودی جان خود را از دست داد.
دو روز بعد یک فانتوم دیگر از پایگاه سوم شکاری تاکتیکی به خلبانی سروان علی شمس‌بیگی و ستوان احمد رمضانی پس از زدن یک پل در نزدیکی مرز ایران و عراق در آسمان عراق هدف پدافند ضد هوایی (روشن نیست خودی یا غیر خودی) واقع شده و خروج اضطراری می‌کنند و در خاک عراق فرود می‌آیند. کمی بعد یک فروند هلیکوپتر جست و جو و نجات بل ۲۱۴ از پایگاه وحدتی نیروی هوایی آنها را نجات می‌دهد اما این هلیکوپتر مورد اصابت پدافند ضد هوایی سپاه قرار گرفت (به دلیل عدم هماهنگی) و خلبانان فانتوم و هلیکوپتر (سروان بیژن فعلی و علی اکبر رشیدی) جان خود را از دست دادند. در گزارش رسمی سانحه علت سقوط، "پدافند برادران" ذکر شده بود.
در روز ۱۸ شهریور ۱۳۵۹، فانتوم‌های پایگاه سوم شکاری،۲۰ تانک عراقی و محل فرود هلیکوپترهای هوانیروز عراق را که در کوه های آقداغ مخفی شده بود با راکت و موشک ماوریک هدف قرار دادند و یکی از هلیکوپترهای عراقی و یک فروند میگ ۲۱ نیروی هوایی عراق که برای محافظت از آنها وارد منطقه شده بود ساقط شدند.
پنج روز بعد، ۲۳ شهریور، جنگنده‌های عراقی به هلیکوپتر رئیس جمهوری و نخست وزیر وقت، ابوالحسن بنی‌صدر و محمد علی رجایی حمله ور می‌شوند که موفق به ساقط کردن آن نمی‌شوند. در همان روز فانتوم‌های نیروی هوایی ایران یک میگ ۲۱ عراق را در حین بمباران روستاهای مرزی ایران ساقط کردند. روز قبل از آن هم یک تامکت نیروی هوایی ایران یک سوخو ۲۲ عراقی را ساقط کرده بود.
در نهایت در روز ۲۷ شهریور دو فروند اف-۵ئی پایگاه چهارم شکاری وحدتی در حین مأموریت گشت رزمی هوایی یک دسته از نیروهای زرهی عراق را در مناطق اشغال شده در آبدانان و شلمچه مشاهده می‌کنند، اما این دو هواپیما هدف موشک زمین به هوای عراق قرار گرفته و خلبانان آن مجبور به خروج اضطراری می‌شوند، سروان محمد زارع نعمتی جانش را از دست داد و سروان حسین لشگری به اسارت در آمد و ۱۷ سال را -تا سال ۱۳۷۶- در زندان‍های عراق سپری کرد.
