2015年土耳其击落一架俄罗斯苏-24，两名飞行员通过弹射逃生。其中一人身亡，另一人生还，安全返回俄军基地。土耳其声明，一架战斗机入侵了领空，其飞行员再对它发出十次警告并拍照。土耳其早先表示，该飞机并非俄罗斯军机。俄罗斯指出，其飞机并未越过叙利亚-土耳其边界并滞留于土耳其领空内。这是至20世纪50年代以来，首次发生苏联或俄罗斯飞机被北约成员国击落的事件。
土耳其和叙利亚有长达910公里的边界。叙内战爆发以来，两国接壤地区局势持续紧张，并多次发生军用飞机被击落事件。2012年6月22一架土耳其空军RF-4E侦察机被叙利亚政府军击落，飞行员身亡。2015年3月23日，土耳其空军F-16战斗机击落了叙利亚政府军一架入侵土耳其空域的米格23战斗机。5月16日，土军方在靠近两国边界土方一侧击落一架不明国籍的伊朗制Mohajer-4无人机。
2014年9月之后随着内战形势恶化，叙利亚失去对领空的控制权，多国空军包括土耳其都入侵叙利亚领空打击武装分子。2015年9月30日俄军开始进驻叙利亚并对伊斯兰国与反阿萨德政府武装展开空袭。10月5日土耳其政府声称俄军战机在空袭行动中曾多次侵犯土耳其领空，并遭土战机拦截。事后土耳其总理达武特奥卢警告俄军机勿犯领空，否则将被击落。
2015年11月巴黎袭击事件发生之后西方与俄罗斯之间自乌克兰危机起持续紧张的关系出现转机，法国与俄罗斯希望缓和关系，并寻求建立一个包括俄罗斯在内的反恐国际大联盟，但北约与俄罗斯的关系在事件发生后又变得更为复杂。
有意见认为土耳其暗中支持和援助伊斯兰国，而伊斯兰国也以低于市场价格向土耳其商人出售石油。在土军此次攻击俄军事件前，俄军为了打击伊斯兰国石油收入，炸毁许多伊斯兰国的石油设施和运油车，被指损害了土耳其的利益，引起土耳其政府以攻击俄军战机作为报复。
2015年11月24日上午9点24分（UTC+2）一架从叙利亚起飞的俄罗斯空军苏-24M战斗轰炸机在土耳其叙利亚边境被土耳其空军F-16战斗机击落，最后坠落于叙利亚境内拉塔基亚山区。
24日10时左右，土耳其总统府发布消息，击落一架侵犯土耳其领空的俄罗斯战机。在当天土耳其驻联合国大使向联合国安理会提交的信件中，土耳其声称24日早晨，两架苏-24飞机接近土耳其领空，在两架飞机接近后，土耳其通过紧急频道向他们发出了10次警告。这两架飞机无视警告，在19,000英尺（5,800米）高度入侵土耳其领空，从当天9时24分05秒开始，分别进入土耳其领空内1.36英里（2.19千米）和1.15英里（1.85千米），历时17秒。土耳其空军巡逻的F-16战斗机随后开火，击落其中一架，另一架离开土耳其领空。被击中的飞机坠落在土叙边境叙利亚一侧。
俄罗斯联邦国防部证实，俄空军一架SU-24战机24日在靠近土耳其边境的叙利亚一侧坠毁。俄国防部否认了来自土耳其的指责，并称叙利亚坠落的苏-24飞机飞行高度为6,000米（20,000英尺），俄战机一直在叙境内执行空袭恐怖组织IS的任务，距离土耳其边境至少1公里。
失事战机上有两名飞行员，分别为机长飞行员奥列格·阿纳托利耶维奇·佩什科夫（俄语：Пешков, Олег Анатольевич）中校与领航员康斯坦丁·穆拉赫金（Константин Мурахтин，Konstantin Murakhtin）大尉，均弹射跳伞成功。
事件发生后一名叙利亚反对派土库曼旅的指挥官Alpaslan Celik曾对路透社表示，他的战友向空中开枪，打死了两名跳伞逃生的俄罗斯飞行员。俄罗斯官员稍后证实，奥列格·佩什科夫被来自地面的火力射杀。康斯坦丁·穆拉赫金25日被俄罗斯与叙利亚特种部队救出，安全返回拉塔基亚俄军基地。
24日搜救任务中俄军动用两架直升机进行救援，其中一架米-8迫降在中立地带后，被叙利亚境内武装分子以美制陶式火箭筒击中，1名俄罗斯海军步兵Aleksandr Pozynich身亡。
事后双方公布了各自版本的飞行轨迹。
11月25日，普京同意俄联邦国防部在叙利亚赫梅米姆空军基地部署最新型S-400防空导弹。
11月26日，土耳其军方发布了土耳其战机开火前警告苏-24的音频，录音中一名男子使用英语反复呼叫“这里是土耳其空军，你正接近土耳其领空，立即改变航向调头向南”。而之前一天获救的俄罗斯飞行员在采访中否认收到过来自土耳其方面的任何警告，并称俄机“一秒钟也未进入土领空”。
土耳其安纳多卢通信社报道，俄军空袭了叙土边境一个正在叙利亚阿勒颇省边境城镇阿扎兹附近前进的土耳其运输车队，造成7死10伤。俄罗斯方面也对杀死俄军飞行员的土库曼旅展开了报复行动。据俄联邦国防部新闻局局长格纳申科少将称，土库曼旅被歼灭数百人，其正副旅长也都被击毙。之后俄罗斯召开记者会发布大量空拍证据，指称土耳其总统家族就是幕后支持伊斯兰国经济的黑手，长期帮助IS盗卖石油，击落战机是为了掩护IS撤离关键车队和物资，与土耳其同为北约的捷克总统和希腊总理也罕见发言站在俄罗斯一方，怀疑土耳其与IS因同为逊尼派的立场而有一种不可说的策应关系。
12月6日突然发生土耳其一支20辆战车的营级部队入侵伊拉克摩苏尔北方郊区事件，弱势的伊拉克政府罕见发文表示这是军事入侵，美国则快速表示与美无关是土个人行为，此事件引起国际注意但国际媒体刻意压抑报导，央视专题分析认为此一事件有怪异性和深层性，也是国际媒体较难判断其性质的关键，有一可能是土耳其的一箭双雕，意图切断伊土叙三国中库尔德族的联络通道，同时又开辟本身与叙利亚境内“土耳其旅”（土库曼旅）叛军的通道，因为俄罗斯多日的行动表明其要全歼土库曼旅以报一箭之仇其优先度还高于打击IS，所以开辟通道能帮助运送物资支援或是紧急时撤离所有土旅成员回土耳其。另一方面土耳其打压库尔德族的计划因为IS崛起而被打乱，美国将库尔德族视为反恐重要战力持续给予支援，土是处于敢怒不敢言状态，其深深认为那些武器装备有一天将回流土耳其境内的库尔德族叛乱军用来对付自己，并达成库尔德族建国的大计，其与俄罗斯交恶后不排除俄也开始供应武器给库尔德族成为心腹大患，须先摆出一种战略姿态让国际知道土耳其有地面干预伊叙两国局势的能力和决心。
12月20日后国际分析逐渐清晰，土耳其总统艾尔多安其实有一个大战略意图，就是扩张土影响力同时瓦解库尔德族建国的可能性，达成此一目标的步骤是利用IS的乱局和反恐名义，在叙土边境往南100多公里传统库尔德族和叙裔土人聚居区建立一个北约授权而实质土耳其管辖的带状战略区，在IS被打垮后实现此一目标在三国的库尔德族区内插入多支部队，永远的粉碎三国库尔德族形成大联合体最终建国的希望，并联合库尔德族内部与库工党不合对土较友好的的库民党势力掌权，但击落战机事件后俄罗斯大举军事报复反而粉碎了任何土耳其未来干涉叙利亚的可能，连土库曼旅都在俄轰炸下溃散逃亡，退而求其次土耳其只能入侵伊拉克插入部队，让自己未来干涉库尔德族走向还有话语权，否则将被从棋盘上永远的赶出去。
土耳其第一时间通报联合国及安理会5个常任理事国，称2架国籍未知的SU-24战机飞向土耳其领空。土耳其通过“紧急”频道5分钟内警告10次，要求往南飞，但他们在19000英尺最终进入土耳其领空持续17秒钟，一架驶离，另一架被土耳其空军击落，坠毁在叙利亚。
土耳其总统埃尔多安接受CNN访谈时说：“不道歉。而道歉的应该是侵犯我们领空的人。”总理达武特奥卢11月25日在党内会议上称：“多次警告下，我们不得不击落这架飞机。土耳其军队执行的是我亲自下达的命令。”
土耳其总参谋部召见俄武官进行通报，表示在击中飞机时不清楚飞机属于何国，发出10次警告后俄机没有作出回答而执行了交战规则，土耳其在寻找飞行员和营救上表现了巨大的努力。
2016年3月31日，土耳其媒体上出现了声称杀死了苏-24飞行员奥列格·佩什科夫的的武装分子阿尔帕斯兰·切利克被捕的消息，随后土耳其警方4月1日向俄新社证实了该消息。据报道切利克因涉嫌诈骗而被逮捕。
2016年6月27日，土耳其总统埃尔多安就土方击落俄苏-24战机事件向俄总统普京致道歉信。土耳其方面还表示愿进行赔偿。对此，俄罗斯联邦委员会主席马特维延科表示，虽然这是迟来的道歉，土耳其总统埃尔多安对俄罗斯总统普京的致函还是可视为俄土关系逐步恢复的基础。
俄罗斯总统普京认为土耳其“背叛式的暗箭伤人”，是恐怖分子的帮凶，若再发生同类事件必将报复。外长拉夫罗夫表示，不建议俄罗斯人出于任何目的前往土耳其。近年俄罗斯是土耳其的外国游客第二大来源地，预料俄罗斯游客的减少将打击土耳其旅游业。
俄罗斯总理梅德韦杰夫指责土耳其的行动是在庇护伊斯兰国。
2015年11月27日，俄罗斯宣布从2016年1月1日起取消对土耳其国民的免签证入境待遇。不久后，普京签署了一项关于保障俄罗斯联邦国家安全和对土耳其采取特别经济制裁措施的总统令，根据这项命令，俄罗斯将暂时禁止从土耳其进口某些种类的商品、禁止或限制土耳其管辖的机构在俄罗斯联邦境内从事一系列活动、俄罗斯旅游公司不得办理前往土耳其的旅游手续、禁止包机往来俄土航线、严格监督土耳其运输公司在俄境内的活动、监督港口、监督俄罗斯亚速海－黑海港口水域的运输安全，包括禁止土耳其船只在俄罗斯海港水域逗留和航行等。另外，除外交人员和家属以及具有临时居住证的人以外，土耳其公民暂时不得入境俄罗斯。俄罗斯总统令还从2016年1月1日起禁止俄罗斯企业聘用土耳其公民。
俄罗斯于12月初发放大批油罐车在叙利亚及土耳其边境聚集的照片，批评土耳其支持伊斯兰国，并且为伊斯兰国走私石油，从中牟取暴利，土耳其同时向伊斯兰国提供经济支持，而击落俄罗斯轰炸机是为了保护与伊斯兰国的石油贸易。
在土耳其总统埃尔多安向俄方道歉之后，俄方对土耳其的制裁也逐渐解除。
根据1949年《日内瓦公约》第1附加议定书第42条，“从遇难飞机上跳伞降落的任何人，在其降落中，均不应成为攻击的对象。”叙利亚外交部长穆阿利姆表示向跳伞逃生的俄军飞行员开枪是战争罪行。
11月24日，联合国秘书长发言人迪雅里克说，潘基文秘书长对土耳其击落俄罗斯战机一事表示关切，呼吁各方采取紧急措施，缓和局势。
美国国防部发言人史蒂夫·沃伦24日表示，俄罗斯战机当天被击落一事只涉及俄罗斯和土耳其双方，与美方无关，事发时协助土耳其政府巡逻该国领空的美军F－15C战机不在附近；美方不能确定被击落俄战机是否越过土叙边境进入土耳其境内。
不过稍晚美方根据卫星的监视图做分析，确认俄罗斯Su-24战机在叙利亚领空爆炸，当时飞机在距离边境约一公里，高度6000米左右的位置。
