2015 年3月24日，基地组织叙利亚分支“征服阵线”包围了叙政府军坚守的伊德利卜省省会伊德利卜市，经过4天围攻，伊德利卜于3月28日陷落，该省大部分区域落入反对派手中。而伊德利卜也是叙内战以来政府军丢失的第二座省会，它的失守对叙政府在政治上冲击不小。攻占伊德利卜后，经过短时间的休整“征服阵线”再次出兵，于4月27日攻占了伊德利卜省的另一重镇吉斯尔古舒尔，威胁到了沿海省份拉塔基亚的安全。
叙政府军和真主党在空军的支援下多次发起反击，叙空军在4天内出动了270架次以打击吉斯尔古舒尔地区的叛军。不过，叙反对派集中优势兵力与叙政府军展开反复争夺，同时从侧翼发起进攻，企图包围反攻的叙政府军第11装甲旅和“老虎旅”，叙军最高统帅部为了避免更大损失，最终选择撤出吉斯尔古舒尔，叙反对派武装就此控制了伊德利卜省。
趁政府军主力在伊德利卜与反对派激战之际，“ISIS”出兵突袭了巴尔米拉。5月21日，经过8天激战后，“ISIS”占领巴尔米拉。随后，“ISIS”又攻占了附近的苏赫奈和阿米利亚。6月初，“ISIS”主力朝哈西亚镇发起进攻，威胁到了从霍姆斯到拉塔基亚的M5高速公路，这条重要的叙政府军补给线面临被切断的风险。
此时，叙政府军立刻将精锐的“老虎旅”抽回，向“ISIS”发起反击。趁政府军主力南调之机，“ISIS”又对位于叙东北的哈赛克城发起了猛烈的进攻。7月3日，“ISIS”已推进到距离哈赛克市中心仅1千米的地方，哈赛克危在旦夕。叙空军紧急出动运输机运输第104特种空勤旅增援哈赛克，这才暂时稳定住了当地的形势。
整个2015年夏季，面对“ISIS”和“征服阵线”这两大势力的进攻，叙政府军显得力不从心。少数几支精锐部队来回调动，疲于奔命，往往顾了这头又失那头。叙空军在危机时刻的集中轰炸虽然依旧起作用，但其力量的逐渐衰弱也是不争的事实，2015年上半年因为各种原因坠毁的叙军机是内战爆发以来最多的。显然，如果没有外援，叙政府军支撑不了多久了。在这种情况下，俄罗斯总统普京权衡再三，决定出兵叙利亚，援助阿萨德政权，保住自己在中东最后的一块基地。
2015年9月7日，俄罗斯空军两架安-124运输机以运送“人道主义物资”为名飞往叙利亚，开始向当地运送兵力和直升机。随后，安-124又多次出动，向叙利亚运送军事物资，而俄空天军的固定翼战机则尾随安-124，以密集编队躲避雷达袭击前往叙利亚。通过这种方式，到9月20日，俄空天军已经在叙利亚部署了超过30架军用飞机。9月26日，俄罗斯、伊朗、伊拉克,和叙利亚在巴格达设立了联合信息中心，共享关于极端组织的情报。
一切准备就绪以后，俄空天军于2015年9月30日针对霍姆斯省和哈马省的极端组织“伊斯兰阵线”发起了首轮空袭，当天，俄空天军一共出动了20架次。2015年10月1日，俄空天军又出动30余架次空袭了基地组织叙利亚分支“征服阵线”伊德利卜省吉斯尔古舒尔的阵地，自当年夏天以来，这里一直是极端组织的大本营。同日，俄空天军还空袭了位于拉卡省的“ISIS”阵地。
10月1日到7日，俄空天军主要针对“ISIS”和“征服阵线”这两大最强大的极端组织发空袭，空袭的地域主要集中在霍姆斯省和哈马省，目的就是援助政府军打通提亚斯——巴尔米拉公路，和贯通叙利亚南北的M5高速公路。由于俄空天军的飞机载弹量大，出动频繁，极端组织猝不及防，伤亡极大，“ISIS”的老巢拉卡的军事设施也遭到极大破坏。
10月7日，俄罗斯还使用里海舰队的导弹护卫舰向极端组织发射了26枚“口径”巡航导弹。随后，俄空天军增加了出动次数，每天的出动量在60架次以上，而且保持了两天，以支援叙政府军在叙西北发起的进攻。10月7日，叙政府军在哈马省北部的穆赖克、马卡巴、拉特米恩发起攻势。经过激战，到10月底，政府军收复了这片地区，将反对派武装赶回了伊德利卜省。
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