В период Гражданской войны 1918—20, на основе боевого опыта 1-й мировой войны получила дальнейшее развитие тактика Войск ПВО, были разработаны принципы построения ПВО крупных пунктов страны, зародились элементы оперативного искусства Войск ПВО. В связи с быстрым развитием в крупных империалистических странах бомбардировочной авиации Коммунистическая партия, Советское правительство приняли ряд мер по укреплению ПВО страны. В 1924—28 получили дальнейшее развитие организационные формы зенитной артиллерии. В 1924 в Ленинграде из отдельных дивизионов был сформирован 1-й полк зенитной артиллерии РККА, а в 1927 — 1-я зенитная артиллерийская бригада. Основу организационного построения ПВО 20-х гг. составляли пункты ПВО, входившие в сектора ПВО на территории приграничных военных округов, командование которых несло ответственность за ПВО в границах округа. В этот же период создаётся сеть постов ВНОС в пограничной полосе и вокруг наиболее крупных центров страны. В Штабе РККА в 1927 создаётся отдел, а в апреле 1930 — Управление ПВО, которое с 1932 подчинялось непосредственно наркому по военным и морским делам. Оно осуществляло общее руководство ПВО на всей территории страны, а также объединяло деятельность гражданских ведомств, учреждений и общественных организаций в этой области. Руководство ПВО на местах осуществлялось командованием военных округов. Сектора ПВО были упразднены. Первым начальником Управления ПВО РККА в июле 1934 был назначен командарм 1-го ранга С. С. Каменев.

  В 30-х гг. Войска ПВО были оснащены новой боевой техникой, увеличилась их численность, стали готовиться высококвалифицированные кадры командного и инженерно-технического состава. Развёртываются новые части и соединения ПВО, совершенствуются их организационная структура и принципы боевого использования. На вооружение зенитной артиллерии поступают новые отечественные образцы зенитных пушек — 76,2-мм образца 1931 и 1938, 85-мм и автоматические 37-мм образца 1939, приборы управления артиллерийским зенитным огнём ПУАЗО-2 в 1935 и ПУАЗО-3 в 1939. Истребительная авиация оснащается отечественными самолётами И-15, И-16, И-15 бис, а с 1940 более совершенными типами — Як-1, МиГ-3 и в 1941 ЛаГГ-3. Служба ВНОС в 1939 получает первые отечественные радиолокационные станции обнаружения РУС-1, а в 1940 — РУС-2. С 1934 по 1939 парк зенитной артиллерии увеличился почти втрое, а истребительная авиации — примерно в 1,5 раза. Устанавливается единая организационная структура частей и подразделений ПВО, в 1932 создаются зенитные артиллерийские дивизии. В 1937 для обороны крупнейших центров страны создаются корпуса, дивизии и отдельные бригады ПВО. В 1940—41 вся приграничная территория страны разделяется на зоны ПВО (по числу военных округов), которые делились на районы ПВО. Войсковая зенитная артиллерия и истребительная авиация, выделенная для ПВО важных центров страны, в состав зон ПВО не входила. В 1940 Управление ПВО Красной Армии преобразуется в Главное управление ПВО и возглавляется генерал-полковником Н. Н. Вороновым.

  В начале Великой Отечественной войны 1941—1945 соединения и части Войск ПВО страны были выведены из подчинения командующих войсками военных округов и флотов (за исключением Ленинграда) и подчинены командующему Войсками ПВО территории страны, должность которого введена в ноябре 1941 (первый командующий генерал-майор М. С. Громадин). В это же время ПВО разделяется на войсковую ПВО и ПВО территории страны.

  В 1941 на базе существовавших зон ПВО Европейской части СССР образуются корпусные (Москва, Ленинград) и дивизионные районы ПВО. В январе 1942 командованию ПВО территории страны подчиняется истребительная авиация, выделенная для обороны объектов ПВО. С апреля 1942 общее руководство Войсками ПВО стал осуществлять командующий артиллерией Красной Армии через созданный Центральный штаб Войск ПВО страны и Центральный штаб истребительной авиации ПВО. Создаются первые оперативные объединения Войск ПВО — Московский фронт ПВО, Бакинская и Ленинградская армии ПВО. К концу войны в составе Войск ПВО страны имелось 4 фронта ПВО: Западный, Юго-Западный, Центральный и Закавказский, а также 3 армии ПВО — Приморская, Приамурская, Забайкальская.

  В ходе войны организационно оформились как рода Войск ПВО зенитная артиллерия и истребительная авиация ПВО. Большое развитие получили войска ВНОС, прожекторные части и аэростаты воздушного заграждения. Были созданы оперативно-тактические соединения Войск ПВО страны, соединения и части родов войск. Численность Войск ПВО страны за годы войны увеличилась почти в 2 раза. Высокие боевые качества Войск ПВО страны особенно проявились при защите от ударов противника с воздуха Москвы, Ленинграда и других городов, а также важнейших промышленных районов и коммуникаций. В отражении массированных воздушных налётов противника участвовали десятки соединений и частей ПВО, сотни самолётов и тысячи зенитных орудий. Боевые действия фронтовых объединений Войск ПВО страны приобретали характер противовоздушных операций, проводившихся, как правило, во взаимодействии с соседними объединениями и соединениями ПВО, силами и средствами ПВО других видов Вооружённых Сил (в прифронтовой полосе — с фронтовой истребительной авиацией и войсковой зенитной артиллерией, а на приморских направлениях — с силами ПВО ВМФ). Часть сил Войск ПВО привлекалась для непосредственного решения боевых задач в интересах наступающих фронтов. За боевые подвиги в Великой Отечественной войне свыше 80 тыс. воинов Войск ПВО награждены орденами и медалями, из них 93 удостоены звания Героя Советского Союза, 29 соединений и частей — звания гвардейских, а 11— почётных наименований.

  В 1948 Войска ПВО страны выведены из подчинения командующего артиллерией Советской Армии и преобразованы в самостоятельный вид Вооружённых Сил СССР, руководство которым было возложено на командующего Войсками ПВО страны. В конце 40 — начале 50-х гг. на вооружение Войск ПВО страны стали поступать новые зенитные артиллерийские комплексы (57-, 100- и 130-мм зенитные пушки), радиолокационные станции орудийной наводки и приборы управления огнём. Истребительная авиация ПВО перевооружается на реактивные истребители МиГ-15, МиГ-17 и сверхзвуковые истребители МиГ-19. Войска ВНОС получили в большом количестве новую технику и стали именоваться радиотехническими войсками ПВО.

  В мае 1954 учреждена должность главнокомандующего Войсками ПВО страны — заместителя министра обороны СССР, которую занимал Маршал Советского Союза Л. А. Говоров. В дальнейшем главнокомандующими были: Маршал Советского Союза С. С. Бирюзов (1955—62); маршал авиации В. А. Судец (апрель 1962 — июль 1966), Маршал Советского Союза П. Ф. Батицкий (с июля 1966).

  С середины 50-х гг. в развитии Войск ПВО страны начался новый этап, вызванный принятием на вооружение ядерного оружия и быстрым развитием ракет различного назначения, самолётов-носителей крылатых ракет и радиоэлектронной техники. В связи с этим резко изменились роль и место ПВО в вооружённой борьбе и возросли требования, предъявляемые к Войскам ПВО страны, которые были перевооружены на принципиально новой технической базе. Были разработаны формы и способы ведения непреодолимой воздушной обороны, способной отразить удары любых средств воздушного нападения противника. Значительно расширились возможности централизованного управления войсками и проведения манёвра ими, были усовершенствованы формы и способы применения Войск ПВО страны. Боевые действия Войск ПВО страны характеризуются большим пространственным размахом, участием значительного количества войск, решительностью целей, высокой напряжённостью, скоротечностью, активностью и резкими изменениями обстановки.

  В противовоздушной обороне капиталистических государств (США, Великобритания, Франция, ФРГ) в послевоенный период на вооружение поступили различные новые современные средства ПВО. Особое внимание уделяется развитию истребительной авиации и зенитных ракетных комплексов различного назначения.