Concepito in base al requisito NATO "Light Weight Strike Fighter", il G.91 viene dichiarato vincitore del concorso per il caccia tattico-leggero che avrebbe dovuto equipaggiare le forze aeree dei paesi dell'Alleanza: siamo agli inizi del 1958 e del G.91 - che in realtà verrà adotatto solo dalla Luftwaffe, oltre che dall'A.M. - sono già stati prodotti gli esemplari di preserie. La valutazione operativa del nuovo caccia si conclude nel '64. La versione "T" biposto da addestramento intanto, comincia ad affluire alla scuola di Amendola. Sempre nell'ambito delle scuole di volo, l'MB.326, concepito per l'addestramento iniziale, è in linea a Lecce dal '62; a Latina i Piaggio P.166 sono anch'essi impiegati per l'addestramento. A Frosinone gli AB.47G e "J" e gli AB.204B, costruiti in Italia su licenza. A questi nel '76, si aggiunge l'SF.260 e l'MB.339 che, agli inizi degli anni '80, rinnova la linea della scuola di Lecce, in sostituzione del "326". All'inizio degli anni Sessanta l'italia decide di aderire a un programma europeo, del quale fanno parte Belgio, Germania e Olanda, per l'acquisizione del caccia bisonico Lockheed F-104G "Starfighter". L'Aeronautica militare ne acquista 125 esemplari con i quali dall'inizio del '63 inizia a rinnovare la linea da combattimento. Il 30 dicembre 1968 vola il primo F-104S, versione italiana del "cacciatore di stelle" realizzata in base a un accordo industriale tra la allora Aeritalia e la Lockheed. Dagli stabilimenti della ditta italiana  sono usciti 205 F-104S. Tra gli avvenimenti che caratterizzano la storia dell'Aeronautica di questi anni, va ricordata la tragedia di Kindu (Congo), consumatasi durante una delle tante missioni compiute per conto dell'ONU dai C-119 della 46 Aerobrigata: tredici aviatori sono barbaramente trucidati.

Negli anni Settanta la linea di volo del Reparto Volo Stato Maggiore - ancora su CV.440 e DC.6 - viene ammodernato dapprima con i PD.808, poi con due DC.9 quindi, quando il reparto diverrà 31° Stormo, con due SH3D/TS. Nel '72 arrivano a Pisa i C-130H. Inizia così il rinnovo della linea trasporti che si concluderà alla fine degli anni '70 con il G.222. Nel '73, mentre gli antisom transitano sull'"Atlantic", l'Aeronautica compie il primo mezzo secolo di vita e la sua bandiera viene insignita della Medaglia d'Oro al Valore Aeronautico. Nel '78 l'entrata in linea dell'HH-3F consente la ristrutturazione del SAR. Nel '79 arriva anche l'AB.212. Nel 1977 un provvedimento straordinario interessa l'Aeronautica Militare, vengono stanziati 1.265 miliardi, in dieci anni, per l'attuazione di importanti programmi di ammodernamento. Vengono sviluppati il nuovo radar Argos 10, il sistema missilistico SPADA, un programma trinazionale tra l'Italia, Germania e Gran Bretagna. Gli F-104S intanto cominciano a mostrare i limiti di concezioni costruttive ormai superate. Il primo "up dating" (ASA, Aggiornamento Sistema d'Arma), risolve solo momentaneamente il problema della linea caccia intercettori. Alla fine degli anno Ottanta, e mentre entra in linea l'AMX, l'abbattimento del muro di Berlino posta uno sconvolgimento nel panorama politico-strategico del pianeta: impressionante è il proliferare di crisi politiche, sociali e militari. E' del 1990 l'invasione del Kuwait ad opera dell'Iraq. Nel gennaio '91 la guerra. L'A.M. partecipa rischierando "Tornado" nell'area del Golfo e F-104G in Turchia. Il conflitto altamente tecnologico introduce una nuova filosofia di impiego di forze armate moderne. L'A.M. raccoglie la sfida, si ristruttura per darsi un'organizzazione efficiente dotandosi di mezzi e personale all'altezza degli impegni futuri. Il leasing dei "Tornado" ADV, per integrare i mezzi della difesa aerea, l'aquisizione del C-130J, per potenziare la linea del trasporto e l'avvio della fase industriale dell'EF 2000 sono gli ultimi passi di questa lunga storia.

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