Phi công Phạm Ngọc Lan lái máy bay chiến đấu của Liên Xô "MIG-17" đã bắn hạ hai máy bay Mỹ. Lịch sử Quân đội nhân dân Việt Nam mãi mãi ghi tên những phi công anh hùng như Nguyễn Văn Cốc, người bắn rơi 9 máy bay Mỹ, Mai Văn Cương và Nguyễn Hồng Nhị — bắn rơi 8 chiếc, Nguyễn Văn Bài — bắn rơi 7 chiếc. Trong khi đó, một trong những phi công Mỹ hiệu quả nhất là de Beliveau chỉ có sáu trận thắng trên không.
Trận không chiến đầu tiên trên bầu trời Việt Nam đã xảy ra 8 tháng sau "sự kiện Vịnh Bắc Bộ", mà Mỹ đã dùng cái cớ đó để bắt đầu đánh bom xuống miền Bắc Việt Nam từ tháng Tám năm 1964. Khi đó, về ý thức hệ, Hà Nội gần gũi Bắc Kinh hơn với Matxcơva, bởi vì lãnh đạo Liên Xô Nikita Khrushchev theo đuổi chính sách chung sống hòa bình mà Hà Nội không tán thành chính sách này vì nó gây cản trở cho kế hoạch thống nhất hai miền Bắc Nam. Matxcơva cho rằng viện trợ của Liên Xô trực tiếp cho Việt Nam sẽ gây xung đột quân sự với Hoa Kỳ. Có những lý do nghiêm trọng cho giả định đó. Chỉ mới hai năm trước khi xảy ra sự kiện Vịnh Bắc Bộ, việc Liên Xô đưa tên lửa tới Cuba đã đặt cả thế giới trên bờ vực một cuộc chiến tranh hạt nhân giữa hai siêu cường. Vì vậy mà ban lãnh đạo Liên Xô đã hạn chế bằng cách chỉ lên tiếng tố cáo hành động hiếu chiến của Mỹ chống VNDCCH. Thời kỳ đó Việt Nam và Trung Quốc đều lên án tư tưởng "xét lại hiện đại" của lãnh đạo Liên Xô, mặc dù Việt Nam thực hiện việc đó không quá sốt sắng và thô bạo như Trung Quốc.
Hà Nội và Bắc Kinh cũng gắn bó chặt chẽ với nhau về mặt quân sự. Giữa hai nước đã có thỏa thuận ngầm về việc quân đội Trung Quốc sẽ sang giúp Việt Nam trong trường hợp quân đội Mỹ đổ bộ vào miền Nam. Tuy nhiên, tháng Hai năm 1965, sau khi Mỹ tiếp tục ném bom miền Bắc Việt Nam và các sư đoàn Mỹ tiến vào miền Nam Việt Nam, thỏa thuận đó không được thực hiện.
Hoa Kỳ cũng đã chú ý theo dõi hành động của các đồng minh của Việt Nam trong phe xã hội chủ nghĩa. Sau cuộc tấn công vào miền Bắc Việt Nam hồi tháng Tám năm 1964, phía Mỹ chờ đợi trong sáu tháng để xem đồng minh của Hà Nội sẽ có phản ứng như thế nào. Và chỉ đến tháng Hai năm 1965, Washington mới bắt đầu cuộc leo thang quân sự chống Việt Nam. Nhưng, vào thời điểm đó, tình hình ở Liên Xô cũng đã thay đổi. Nikita Khrushchev đã không còn lãnh đạo đất nước. Ban lãnh đạo mới của Liên Xô tuyên bố sẵn sàng viện trợ rộng rãi cho VNDCCH. Tháng Hai năm 1965, đoàn đại biểu của Liên Xô, đứng đầu là Thủ tướng Kosygin đã tới Hà Nội. Khi đó, vấn đề Liên Xô cung cấp viện trợ quân sự cho Việt Nam đã được bàn bạc. Tại Hà Nội, hai bên chỉ còn thỏa thuận thêm về phạm vi và tiến độ của sự viện trợ này. Cuộc thương thảo được tiến hành với các nhà lãnh đạo Việt Nam Hồ Chí Minh, Phạm Văn Đồng, Võ Nguyên Giáp. Và chính trong giai đoạn tiến hành đàm phán, Không quân Mỹ đã giáng đòn không kích lần thứ hai xuống Việt Nam. Nếu như Hoa Kỳ dự định đe dọa lãnh đạo Liên Xô, cảnh báo Liên Xô đừng cung cấp viện trợ cho Việt Nam, thì kết quả là ngược lại.
Theo các nhân chứng, vốn là người luôn luôn trầm tĩnh và kín đáo, khi đó Thủ tướng Kosygin đã nổi giận vì sự trắng trợn của người Mỹ. Ngừng cuộc đàm phán, ông gọi điện về Matxcơva báo cáo tình hình với ban lãnh đạo đảng và đất nước. Ông Kosygin nêu ý kiến rằng, sự đáp trả tốt nhất đối với hành động hiếu chiến của Mỹ là cần viện trợ quân sự một cách nhanh chóng và quy mô lớn cho nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa. Quan điểm của Kosygin được Matxcơva hoàn toàn ủng hộ.
Cũng nhân tiện nói thêm rằng, vấn đề phái quân đội chủ lực Trung Quốc sang Việt Nam lại được nêu lên vào mùa thu năm 1967. Khi đó Mao Trạch Đông đã gửi cho Chủ tịch Hồ Chí Minh một bức thư mật, trong đó viết rằng, theo thông tin tình báo Trung Quốc, Mỹ đang có kế hoạch tiến hành một cuộc đổ bộ lớn xuống miền Bắc nhằm chiếm đóng Việt Nam. Nhà lãnh đạo Trung Quốc đề xuất giúp Việt Nam đối phó với Mỹ bằng cách đưa quân đội Trung Quốc vào lãnh thổ Việt Nam. Hồ Chủ tịch đáp rằng, Việt Nam không có thông tin nào tương tự và không cần sự hỗ trợ của Trung Quốc. Khi đó, vào năm 1967, Hà Nội đã lựa chọn sự giúp đỡ của Liên Xô.
Liên Xô đã gửi tới Việt Nam các máy bay tiêm kích ném bom Su-17, máy bay ném bom IL-28, máy bay vận tải IL-14 và LI-2. Nổi tiếng nhất trên bầu trời Việt Nam là MiG-17 và MiG-21. MiG-17 đạt được kết quả lớn nhất ở độ cao dưới 3 km, còn máy bay MiG-21 — ở độ cao từ 2 đến 9 km. Trong tất cả những năm chiến tranh phá hoại của Mỹ, các phi công Việt Nam đã tiêu diệt 350 máy bay địch. Trung bình, trong những năm chiến tranh, mỗi máy bay Việt Nam tổn thất khi tiêu diệt 2,3 máy bay Mỹ. Trong một số giai đoạn chiến sự, chỉ số này thậm chí còn cao hơn. Tháng 11 năm 1967, có 27 máy bay Mỹ bị bắn rơi, trong khi phía Việt Nam mất 4 máy bay.
Kể từ tháng 4 năm 1965 đến cuối năm 1972, Liên Xô đã cung cấp cho Việt Nam 95 hệ thống tên lửa phòng không S-75 Dvina và 7.658 đạn tên lửa cho tổ hợp này. Ngày 24 tháng 7 năm 1965, lần đầu tiên trong cuộc chiến tranh Việt Nam, tên lửa của Liên Xô đã trút lửa vào những chiếc máy bay của Mỹ. Ngày đó đã trở thành Ngày hội của lực lượng tên lửa Việt Nam. Tổ hợp tên lửa Dvina có khả nng tiêu diệt mục tiêu ở độ cao 25 km. Lực lượng tên lửa Việt Nam đã tiến hành 3328 vụ phóng, tiêu diệt gần 1300 máy bay Mỹ, trong đó có 54 chiếc máy bay ném bom chiến lược "B-52".
Matxcơva cũng viện trợ cho Việt Nam xe tăng "T-55" — phiên bản sửa đổi của "T-34", xe tăng tốt nhất thời Chiến tranh thế giới thứ hai. Không thể không nhắc tới súng trường tấn công Kalashnikov nổi tiếng thế giới, tức là súng AK mà tất cả người Việt Nam đều biết. Trong những ngày này những bức ảnh độc đáo về sự tham gia của các chuyên gia quân sự Liên Xô và thiết bị quân sự của Liên Xô trong cuộc chiến tranh ở Việt Nam được trưng bày tại cuộc triển lãm ảnh ở Matxcơva.
