Nắm chính quyền Campuchia vào mùa xuân năm 1975, chế độ Khmer Đỏ lập tức công bố kẻ thù của mình không chỉ có "đế quốc Mỹ", mà còn là quốc gia láng giềng gần gũi nhất và đồng minh không xa trong cuộc chiến chống Mỹ - nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam. Nguyên nhân chủ yếu nằm ở "nước viện trợ" và người ủng hộ chính của lực lượng Khmer Đỏ là Trung Quốc. Một mối quan hệ giữa hai "cường quốc XHCN" là Liên Xô và Trung Quốc trong những năm 1970 của thế kỷ trước vô cùng căng thẳng. Liên Xô và Trung Quốc liên tục cáo buộc lẫn nhau về "chủ nghĩa xét lại", "bá quyền " và "phản bội chủ nghĩa Mác". Những lời buộc tội tương tự cũng được chính quyền Khmer Đỏ ở Campuchia vu khống Việt Nam.
Năm 1976, căng thẳng chuyển hóa thành xung đột vũ trang. Khmer Đỏ bắt đầu tấn công các đồn biên phòng, các làng mạc, thị trấn biên giới của Việt Nam, buộc các lực lượng vũ trang Việt Nam phải tiến hành các cuộc không kích vào các mục tiêu quân sự của Khmer Đỏ trên vùng lân cận biên giới Campuchia. Đầu năm 1977 tình hình trở lên trầm trọng khu vực biên giới giữa tỉnh Svay Rieng – Campuchia và tỉnh Long An, Việt Nam buộc phải đưa đến khu vực ba trung đoàn bộ binh, yểm trợ bằng lực lượng pháo binh và không quân.
Xung đột biên giới trở thành cuộc chiến tranh đẫm máu, cuộc tấn công lớn đầu tiên diễn ra vào tháng 4.1977, quân chính quy Khmer Đỏ tiến sâu 10 km vào lãnh thổ Việt Nam, chiếm một số vùng ở tỉnh An Giang và tàn sát một số lớn dân thường. Cuộc tấn công thứ hai diễn ra vào ngày 25.09, lần này 4 sư đoàn quân Khmer Đỏ đánh chiếm nhiều điểm ở tỉnh Tây Ninh. Phải đến 31.12, quân đội Việt Nam mới có thể tiến hành trận phản kích, đánh thiệt hại nặng lực lượng Khmer Đỏ và đẩy lùi chúng ra khỏi tuyến biên giới.
Nhưng lực lượng Khmer Đỏ không chịu ngồi yên và đến giữa tháng 4.1978 lại tiến hành các vụ tấn công vào tỉnh An Giang. Binh lính Khmer Đỏ tiến hành cuộc tấn công theo kịch bản: đánh chiếm các làng dọc biên giới vào sâu trong tình, thảm sát dân thường. Những chiến dịch tấn công các tỉnh biên giới Việt Nam diễn ra liên tục đến gần cuối năm 1978, Trung Quốc từ chối làm trung gian đàm phán và Liên Hiệp Quốc không đưa ra bất cứ biện pháp nào.
Tình huống buộc chính phủ nước CHXHCN Việt Nam phải sử dụng lực lượng vũ trang. Cuối năm 1978, Việt Nam tạo một vùng đệm trên biên giới quốc gia 2 nước vào chuyển giao khu vực này dưới quyền kiểm soát của KNUFNS (Chữ Khmer viết tắt của " Mặt trận Dân tộc Thống nhất cứu quốc Campuchia") được thành lập từ những người Campuchia, chạy sang Việt Nam trốn tránh nạn diệt chủng của chính quyền Khmer Đỏ. Lực lượng này có quân số khoảng 18.000 người, trang bị vũ khí Liên Xô.
Đêm dài đen tối của Campuchia kết thúc vào ngày 23.12.1978 khi các đơn vị của Mặt trận Dân tộc thống nhất cứu quốc Campuchia - KNUFNS bắt đầu cuộc tấn công vào sâu trong lãnh thổ Campuchia, tiến hành các trận chiến đấu chống lại quân đội Khmer Đỏ. Phối hợp với lực lượng quân giải phóng Khmer, QĐNDVN triển khai lực lượng lên đến 180.000 lực lượng bộ đội tình nguyện. Trên mặt trận ngoại giao Liên Xô đã nhiệt tình ủng hộ, phủ quyết dự thảo nghị quyết lên án cái gọi là “Việt Nam xâm lược” do Trung Quốc khi đó đệ trình lên Hội đồng Bảo an LHQ
Tham gia vào chiến dịch giải phóng Campuchia khỏi chế độ diệt chủng Pol Pot và thành lập chính phủ Cộng hòa Nhân dân Campuchia, Quân chủng không quân Việt Việt Nam giao nhiệm vụ chủ công cho Sư đoàn không quân 372 , được trang bị các máy bay chiến lợi phẩm do Mỹ chế tạo. Đoàn bao gồm bốn trung đoàn không quân: Trung đoàn 935 biên chế trang bị máy bay F-5A và F-5B; Trung đoàn 937 được biên chế các máy bay cường kích chiến trường A-37B; Trung đoàn 938 vận tải được biên chế trang bị máy bay C-130, C-119K và C-47; Trung đoàn 917 biên chế trang bị máy bay trực thăng (U-17, L-19, LJH-1 và CH-47) và một phân đội MiG - 21 phối thuộc.
Sân bay Biên Hòa được chọn làm căn cứ trung tâm, 2 sân bay trọng điểm là Cần Thơ và Tân Sơn Nhất, các sân bay phía trước là Dương Minh Châu, Trảng Lớn, Thất Sơn, Phú Quốc, Plei Ku.
Theo kế hoạch tác chiến của Bộ Tổng tham mưu QĐND Việt Nam, các lực lượng vũ trang tình nguyện QĐND Việt Nam tiến hành đồng loạt các đòn tấn công thần tốc, bẻ gãy mọi sức kháng cự của đối phương, đánh tan rã các lực lượng quân sự của Khmer Đỏ. Kế hoạch này nhằm tạo điều kiện nhanh nhất để thành lập Chính phủ Cộng hòa Nhân dân Campuchia và phá hủy hoàn toàn mọi ý đồ duy trì chế độ Khmer Đỏ như một thực thể pháp lý đồng thời nhân dân Campuchia có thể phơi bày tội ác diệt chủng của Khmer Đỏ trước quốc tế.
Trong các hoạt động tác chiến đường không yểm trợ cuộc tấn công của lực lượng không quân Việt Nam trên chiến trường Campuchia, đây cũng là lần đầu tiên không quân Việt Nam tiến hành hình thức chiến thuật tác chiến đường không yểm trợ lực lượng binh chủng hợp thành.
Không quân Việt Nam thực hiện chiến thuật mà lực lượng không quân chiến trường Mỹ đã từng sử dụng trên chiến trường Việt Nam, các máy bay trinh sát Cessna U17 bay trên khu vực chiến sự tìm kiếm mục tiêu và tiếp nhận thông tin theo yêu cầu chi viện hỏa lực và dẫn đường cho các phi đội máy bay cường kích chiến trường F-5 và A37 không kích bằng bom và rockets các mục tiêu Khmer Đỏ.
Tham gia vào chiến dịch tác chiến đường không còn có phi đội MiG -17, 19, 21, bảo vệ đường không, ngoài ra còn sử dụng các máy bay vận tải hạng nặng như C-130, C-119K ném bom, lực lượng máy bay trực thăng UH-1 thực hiện nhiệm vụ yểm trợ hỏa lực cho bộ binh tấn công trên chiến trường, thực hiện nhiệm vụ cứu hộ, trực thăng vận tải Mi -8, C -47 làm nhiệm vụ vận tải vũ khí trang bị và bộ binh.
Lực lượng vũ trang tình nguyện QĐND Việt Nam tấn công với tốc độ quá nhanh, tới mức độ Khmer Đỏ không còn thời gian sử dụng lực lượng không quân tấn công chủ lực của mình. Trong suốt cuộc chiến chỉ ghi nhận được một số lần cất cánh của máy bay vận tải và máy bay thông tin liên lạc. Theo một số nguồn tin phương Tây, các cố vấn quân sự Trung Quốc có thể đã tiến hành một số lần xuất kích trên F-6C, nhưng không có chứng cứ cụ thể nào chứng minh được điều này. Không quân Việt Nam tiến hành các cuộc không kích vào tuyến phòng thủ của Khmer Đỏ và ném bom phá hủy một sân bay mà từ đó máy bay T-28 của Khmer Đỏ xuất kích ném bom vào các đơn vị tiền phương QĐND Việt Nam.
Từ ngày 23.12, lực lượng QĐND Việt Nam và các đơn vị KNUFNS bắt đầu chiến hành chiến dịch phản công trên tất cả các chiến trường, tấn công quân đội Khmer Đỏ trên toàn tuyến biên giới. Điểm đáng chú ý nhất là trong hai ngày 4- 5.01.1979, từ đảo Phú Quốc, hai phân đội Hải quân Việt Nam gồm một số tàu tuần tiễu loại lớn của Mỹ, hai tàu khu trục Petya Nga, cùng nhiều chiến hạm nhỏ chuẩn bị cho Lữ đoàn Hải quân đánh bộ 101 và 126 tiến hành chiến dịch đổ bộ.
Hải quân cũng lập trận địa pháo 130mm ở mũi đảo Phú Quốc để yểm trợ cho lực lượng hải quân đánh bộ. Tối ngày 06.01, một đơn vị đặc công nước đã bí mật đổ bộ và tấn công chiếm một trận địa pháo Khmer Đỏ bảo vệ bờ biển, đồng thời cụm pháo 130mm bắt đầu tập kích các trận địa ven biển của Khmer Đỏ. Các xuồng tuần tiễu loại nhỏ của Khmer Đỏ xuất kích từ quân cảng Ream và các bến cảng nhỏ tấn công Hải quân Việt Nam.
Trận hải chiến diễn ra ác liệt trên biển, Hải quân Việt Nam đẩy lùi hoặc đánh chìm hầu hết các chiến hạm của Khmer Đỏ. Số tàu phóng lôi Khmer Đỏ tháo chạy khỏi hải chiến và các cuộc không kích của không quân Việt Nam, đến ngày 16.01 lại bị Hải quân Việt Nam chặn đánh trong vịnh Thái Lan và bị tiêu diệt gần hết. Ngày 09.01.1979, lực lượng quân chủng hợp thành QĐND Việt Nam đánh chiếm quân cảng Ream và hải cảng Kampong Som, cắt đứt hoàn toàn hy vọng có thể được Trung Quốc tiếp cứu từ hướng biển.
Một trong những trận đánh được ghi nhận như một nỗ lực của lực lượng đặc công đổ bộ đường không là ngày 02.01.1979, một phân đội đặc công đã nhảy dù xuống Phnom Penh để giải cứu Hoàng thân Sihanouk nhưng bị Khmer Đỏ phát hiện bao vây, đã chiến đấu đến người cuối cùng. Sau sự cố này ngày 06.01.1979, Khmer Đỏ đã đưa hoàng thân Norodom Sihanouk đến Bắc Kinh bằng một trong những "máy bay Boeing-707" của hãng hàng không CAAC Trung Quốc
Ngày 06.01.1979, các đơn vị KNUFNS và lực lượng QĐNDVN tiến công Phnom Penh. Ngày 07.01.1979, lực lượng đặc công Việt Nam, phối hợp với các đơn vị khác tấn công đánh chiếm sân bay Kampong Chonang, thu giữ 10 chiếc A-37, ba chiếc C-123K, 6 chiếc C-47, 3 chiếc trực thăng Alouette III cùng một số T-28. Ngoài ra Khmer Đỏ cũng bỏ lại hàng trăm xe tăng và xe bọc thép, rất nhiều đạn dược và lương thực dự trữ chiến lược.
Khmer Đỏ hoảng loạn sơ tán bộ máy lãnh đạo. Pol Pot, Nuon Chea và Khieu Samphan cùng lực lượng bảo vệ chạy về Pursat. Ieng Sary chạy về Battambang. Các sư đoàn Khmer Đỏ bị đánh tan rã, thiệt hại nặng nề về binh lực và rút lui vào rừng khu vực Siem Reap và Battambang
Ngày 15, 16 và 17.01.1979, lực lượng A-37, F-5 và C-130 tiến hành tập kích mãnh liệt vào các mục tiêu tại khu vực Kaoh Kong. Lực lượng không quân đã tiến hành các đợt không kích liên tiếp trong 3 ngày, tổng số lên tới 52 lần xuất kích của A-37, 51 xuất kích của F-5, 10 lần không kích của C-130 và cùng với nhiều đợt xuất kích của U-17, UH-1 bay chỉ thị mục tiêu và sẵn sàng cấp cứu. Hỏa lực của Không quân đã chi viện kịp thời và hiệu quả cho QĐND Việt Nam đánh tan rã hoàn toàn lực lượng quân sự của Khmer Đỏ
Tính từ 23.12.1978 đến ngày 17.01.1979 là ngày quân độiViệt Nam và lực lượng cách mạng Campuchia giành toàn thắng trên tất cả các hướng. Không quân Việt Nam đã tiến hành 54 đợt không kích, đánh 99 trận với 627 lần chiếc. Trong đó có 352 lần trực tiếp không kích vào các mục tiêu Khmer Đỏ, 147 lần MiG-17, MiG-19, MiG-21 và F-5 làm nhiệm vụ tiêm kích phòng không, 67 lần U-17 trinh sát, chỉ thị mục tiêu; 4 lần C-130 trinh sát chụp ảnh và 57 lần trực thăng bay sẵn sàng cấp cứu.
Quân chủng không quân giao nhiệm vụ đưa một phần lực lượng của Trung đoàn 925 sang giúp Campuchia xây dựng lực lượng không quân ban đầu. Đây là một trong những đơn vị quân tình nguyện đầu tiên của Không quân nhân dân Việt Nam chịu trách nhiệm giúp Quân đội Nhân dân Cách mạng Khmer số máy bay MIG-19 (F6 của Trung Quốc) thu được từ quân Khmer Đỏ và khôi phục lại hệ thống bảo đảm bay trên các sân bay thuộc 2 vùng Đông Bắc và Tây Bắc Campuchia, sẵn sàng đánh địch trên không và mặt đất.
Sau sự sụp đổ của chế độ diệt chủng Pol Pot, từ lãnh thổ Thái Lan, được sự ủng hộ của Mỹ và Trung Quốc, bắt đầu tích cực hỗ trợ cho kẻ thù cũ – lực lượng Khmer Đỏ ẩn náu trong những khu rừng biên giới Thái Lan - Campuchia và các nhóm đối lập khác. Những hành động chống lại nhân dân Campuchia này đã dẫn tới cuộc chiến tranh khốc liệt...
Xem tiếp: Cuộc chiến không quân Việt Nam trên biên giới Thái Lan - Campuchia