Основу боевой нагрузки машин составляют авиационные бомбы разных типов. Ракеты «воздух-воздух» позволяют Су-34 поражать самолеты противника на дистанции до 60 километров. «Российские истребители-бомбардировщики Су-34 сегодня впервые вылетели на задание не только с авиационными бомбами ОФАБ-500 и корректируемыми авиабомбами КАБ-500, но и с ракетами "воздух-воздух" малой и средней дальности. Самолеты оснащены ракетами для защиты», — сказал Климов.
Решение о подготовке ударных машин российской авиагруппы в Сирии к воздушному бою было принято после инцидента 24 ноября 2015 года, когда истребитель F-16 ВВС Турции сбил российский бомбардировщик Су-24, выполнявший боевую задауч близ сирийско-турецкой границы. В результате инцидента пилот Су-24 подполковник Олег Пешков погиб, а штурман капитан Константин Мурахтин получил травмы, но был спасен совместными действиями российских и сирийских спецназовцев. В ходе поисково-спасательной операции также погиб российский морской пехотинец матрос Александр Позынич. Кроме того, террористам удалось уничтожить российский вертолет Ми-8. По версии турецкой стороны, российский самолет нарушил воздушные границы Турции, по данным российского Генштаба максимальное приближение к границе составило как минимум один километр. Генеральный штаб Вооруженных сил России назвал произошедшее грубейшим нарушением норм международного права с самыми тяжелыми последствиями. Президент страны Владимир Путин охарактеризовал инцидент как «удар в спину».