Кроме авиационных средств поражения, в ходе операции ВС РФ в Сирии были применены крылатые ракеты морского базирования «Калибр-НК» с кораблей Каспийской флотилии (сторожевой корабль пр. 11661 «Дагестан», малые ракетные корабли пр. 21631 «Град Свияжск», «Углич», «Великий Устюг») и с подводной лодки Черноморского флота пр. 636.3 «Ростов-на-Дону» (она применила ракеты по целям в Сирии из акватории Средиземного моря).
Для разведки целей были широко использованы космические и беспилотные средства.
С 15 марта 2016 года начался вывод основной части российской авиационной группировки из Сирии. Тем не менее, на аэродроме Хмеймим остались по 4 истребителя Су-35С и Су-30СМ, 12 бомбардировщиков Су-24М и 4 Су-34, ударные и многоцелевые вертолеты, в т.ч. по 2 ударных вертолета Ка-52 и Ми-28Н. Также не были выведены силы, прикрывающие аэродром с земли, в т.ч. все средства наземной ПВО.
За 5,5 месяцев первой фазы операции (до вывода части авиационной группировки) российские самолеты совершили до 7 тыс. боевых вылетов, при этом, по данным командования группировки, уничтожено 7,5 тыс. различных целей. При поддержке российской авиации ВС Сирии освободили до 10 тыс. кв. км территории и до 400 населенных пунктов. Наибольших успехов удалось добиться на севере Сирии, в районе второго по величине города страны Алеппо. К востоку от этого города сирийские войска сумели нанести серьезное поражение силам «Исламского халифата», в частности, была деблокирована авиабаза Квейрис, находившаяся в осаде противника более двух лет. К северо-западу от Алеппо правительственные войска совместно с курдскими формированиями полностью перерезали коммуникации «умеренной оппозиции» и «Джебхат ан-Нусры», по которым они получали снабжение из Турции. Кроме района Алеппо, серьезных успехов ВС Сирии добились в провинции Латакия. Курдские вооруженные формирования, также получавшие поддержку российской авиации, значительно расширили свою зону контроля на северо-востоке Сирии, что вызвало крайне отрицательную реакцию Анкары и породило угрозу прямой турецкой интервенции в Сирию при возможной поддержке со стороны ВС Саудовской Аравии.
В других районах Сирии правительственные войска и их союзники даже с российской помощью добились лишь ограниченных тактических успехов.
27 февраля 2016 года при активном посредничестве США и РФ в Сирии вступило в силу перемирие, которое не распространялось на «Джебхат ан-Нусру» и «Исламский халифат».
Потери ВС РФ к этому моменту составили 6 или 7 чел. убитыми, 1 бомбардировщик Су-24, 1 вертолет Ми-8. Подобный уровень потерь следует считать очень низким.
По данным «Сирийской обсерватории по правам человека» в период с 30 сентября 2015 года по 18 марта 2016 года потери «Исламского халифата» от действий российской авиации составили 1276 чел. убитыми, других оппозиционных сил, включая «Джебхат ан-Нусру» - 1567 чел. убитыми. Учитывая, что «Сирийская обсерватория по правам человека» отражает исключительно точку зрения оппозиции, приведенные цифры следует считать нижним пределом величины, реальные потери антиправительственных сил могут быть значительно более высокими. Кроме того, как «Исламский халифат», так и другие оппозиционные формирования потеряли большую часть боевой техники, ранее захваченной ими у ВС Сирии и Ирака. Также в значительной степени была разрушена система нелегальной продажи нефти «Исламским халифатом» в Турцию, которая обеспечивала значительную часть его внешнего финансирования.