北约的F-117隐形战斗机是世界上采用高技术最多、突防能力最强的战机。B-2战略轰炸机单机造价22亿美元，航程11675公里，进行一次空中加油后，航程增至18500公里，可携带36枚集束炸弹及16枚精确制导炸弹，从美国本土起飞，直接抵达世界上任何地点，并在目标区数百公里外的万米高空发射精确制导炸弹，远距离摧毁对方目标。由于有全球定位系统制导，北约飞机、导弹的攻击精度极高，因而大大提高了攻击效果。在科索沃战争中，从地中海美国潜艇上发射1-3枚巡航导弹，其轰炸效果相当于越战时期出动95架次战机、投掷190枚炸弹；相当于第二次世界大战时期出动4500架次战机、投掷9000枚炸弹。北约还使用EC-130和EA-106B型空中预警机，在南联盟防区外对南军实施电子战，并引导已方飞机攻击。
北约对南联盟的军事行动以空中攻击为主，辅以海军舰艇从地中海沿岸对南境目标进行巡航导弹攻击，因而其作战方式可概略表达为“空中-太空-海上突击”。北约对南“空中-太空-海上突击”行动在时间上分为两个阶段。第一阶段从3月24日至5月9日，持续6周，主要打击目标是南联盟空防系统、指挥和控制中心以及驻科索沃的南军等军事目标。在这一阶段，北约14个参战国的1000多架战机和数十艘战舰不分昼夜，轮番出击，向南军发射了约1500枚精确制导的巡航导弹、1392枚子母弹以及大量联合直攻炸弹，攻击南联盟境内数百个目标。开战头一个月，北约平均每天出动战机达300架次，其中约100架次用于直接军事打击。但由于天气不佳，南联盟境内终日云遮雾罩，能见度低，适于轰炸的日子不多，加上南军巧妙而勇敢的抵抗，北约对南联盟的空中进攻效果有限，未能摧毁南联盟空防系统，达到迫使南联盟屈服的目标。南联盟在反击过程中，击落了2架北约固定翼飞机，包括一架被认为是不可能被击落的F-117战机。