此外空空导弹在这场战争中表现也只能说欠佳：6 月 5 日下午两架幻影 III 拦截了一架约旦空军的猎人战斗机，前者向后者一口气发射了数枚国产蜻蜓 I 空空导弹 ——一种逆向仿制响尾蛇的导弹，结果全部被躲过。后者反而差点用航炮击伤一架幻影 III。由此以军高层对导弹的作战效能产生了怀疑。
而到了后来的消耗战和 1973 年的第四次中东战争，伴随着性能更好的 AIM-9D 和 AIM-7E 空空导弹被提供给以色列空军，空战中空空导弹的实践明显多起来。
第三次中东战争后，阿以双方都认真发展空中力量，为下一场中东战争做准备。其中埃及和叙利亚为了重建空军更是不遗余力，不但从苏联引进 SA-2/6 地 空导弹、性能更好的新型 MiG-21MF 战斗机，甚至直接请来苏军教官协助搭建防空体系。而以色列则从美国引进 F-4 鬼怪战斗机、新型响尾蛇导弹，还自研了新型的幼狮战斗机和蜻蜓 II 空空导弹——也是一种红外制导空空导弹，其性能比 AIM-9B 还有蜻蜓 I 有了明显提高。
第四次中东战争是中东空战的一个高峰，红外制导空空导弹已经开始取代航炮成为主战兵器。第四次中东战争中，阿拉伯空军和以色列空军都出动大批战斗机进行空战，同时对地面装甲部队进行火力支援，高峰时双方投入空战的飞机多达一百多架！而在这 18 天的战争中，以色列空军出动各型作战飞机 11,233 架次，与阿机空战 117 次。阿方共损失飞机 392 架，其中约 334 架是在空战中被击落的，并且大多数是被空空导弹击落的。其中 101 架是被 F-4 鬼怪击落的（56 架是被 M61 航炮击落，7 架被麻雀空空导弹击落，其余是被响尾蛇导弹击落）；另外 233 架被幻影战斗机击落（其中 151 架被响尾蛇和国产蜻蜓 II 导弹击落，其余被航炮击落）。空战战果中六成是由空空导弹创造的。而阿拉伯方面击落以军飞机至少 103 架（一说 200 架），不同的是这些战果中很大一部分是被地空导弹击落，其中 6 架（4 架幻影、2 架 F-4）被 K-13 导弹击落。
被幻影的 30MM 机炮击中的 MIG-21
回首整个第二阶段，空中作战理论通过实践得到了完善和提高，通过越南战争的实践，美国空军初步掌握了以预警机为核心整合各军兵种力量构建一体化空中打击体系的技术，越南空军则把地面雷达、地空导弹、拦截战斗机一体化的防空体系作战效能发挥到极致；中东战争中，以色列空军完善了攻势防空理论，发展出灵活多变的战斗机攻防技术；阿拉伯空军则依托地面防空体系和战斗机相结合的野战防空体系一度给以色列空军构成很大威胁。当然限于技术水平，这个阶段里高技术兵器（导弹、预警机、电子对抗）技术还很不完善，空战胜负很大程度上还要依靠飞行员本身战术素养、战斗机性能优劣还有指挥员本身素养。
反映到装备技术上，正是复杂多变的战场环境促使武器设计师们加紧改进导弹的作战效能，提高导弹可靠性。使得导弹技术向更高的方向迈进。武器设计师们意识到，导弹的主要目标不是对方大型轰炸机，而是战斗机，由此要求新型空空导弹有大离轴发射能力和动目标跟踪能力，还要具备全向攻击能力。 第三阶段导弹空战进入成熟期。1981 年 8 月 19 日，美国海军 F-14 战斗机在印度洋上空与利比亚空军 Su-22 战斗机发生交火，前者使用 AIM-9L 导弹两发命中，将对方两架战斗机击落。这是三代响尾蛇首次参战。同时整场空战中双方未打一炮，都是由空空导弹完成攻击。
击落利比亚 Su-22 长机的 F-14 AJ107
1982 年马岛战争是三代响尾蛇首次大规模参战，由于战前美国向英国提供了大约 100 枚新型 AIM-9L 导弹，使得英国在空战中占据了上风。整个战争中英国空军发射了 27 枚导弹，击落 18 架阿军飞机。
战争期间执行舰队防空任务的海鹞，除了两枚 AIM-9L 导弹外，还挂载了机炮吊舱
1982 年的叙以贝卡谷地大空战是战后空战的又一个经典战例，整个空战中，叙利亚空军的 55 架米格机中 51 架被 AIM-9L 导弹击落，命中率达到 80%。同时叙利亚空军也用空空导弹创造了一些战果。空战中，以色列空军采用的以空中预警+电子对抗/杀伤+无人机技术构成的空中打击体系给第四次中东战争以来一直不变的地面防空+空中拦截一体化防空体系以毁灭性的打击。武器代差、叙利亚方面墨守陈规观念落后固然是一方面，缺乏有效的反制手段，不重视电子对抗导致体系被打散也是个重要原因。
以色列 F-15 在贝卡谷地之战中猎杀 MiG-21
1991 年的海湾战争中，多国部队击落伊拉克飞机 40 架，其中 38 架被空空导弹击落。
第四阶段，导弹空战向超视距方向发展。1999 年的科索沃战争中，北约空军使用 AIM-120 和 AIM-9L/M 导弹击落击伤南联盟空军战机多架，包括先进的 MiG-29 战斗机。
科索沃战争中被击落的 MiG-29
回首第三和四阶段，空空导弹已经完全取代航炮成为空战中主战兵器。同时以预警机为核心，电子对抗先行的空中打击力量已经发展成熟。空中格斗的胜负不再简单取决于战斗机飞行员本身素质和武器的性能，还要看空中力量有效整合后综合效能大小，关键是谁能提前发现敌机，提前进行攻击，谁就能取得胜利。超视距将成为未来空战的大潮流。