ב-6 באוקטובר 1973, היום שבו פרצה מלחמת יום הכיפורים, הבהיר מפקד חיל האוויר אלוף בני פלד למפקדיו שעליהם לפעול בכל הכוח נגד האויב. "חיל האוויר ממריא לקרב ונוסק כולו לסכל תוקפנות האויב, להשמידו ולנתץ לרסיסים חלומותיו לשבירת גבולנו. נכה באויב עד חורמה מהאוויר והקרקע", כתב במברק ששיגר להם. 50 שנה לאחר המלחמה, צה"ל חושף לראשונה מסמכים ותיעודים הממחישים את מה שעבר על מפקדי וחיילי חילות האוויר והים במלחמה - ואת הקלטת שיחת הרמטכ"ל רב-אלוף דוד (דדו) אלעזר עם מפקד חיל הים אלוף בנימין (ביני) תלם במהלך קרב לטקיה.
מלחמת יום הכיפורים פרצה בהתקפת פתע של צבאות מדינות ערב נגד ישראל. המלחמה התרחשה בשתי חזיתות מרכזיות - סיני ורמת הגולן. מדינת ישראל ספגה אבדות בגוף ובנפש - 2,689 נופלים, אלפי פצועים בגוף ובנפש ומאות שבויים. "הפסקת האש הופרה", כתב אז פלד.
"האויב המצרי והסורי ריכז כוחות רבים לאורך גבולנו ברמת הגולן ובתעלת סואץ, והניף זרועו הלוחמנית על מדינתנו בעיצומה של תפילת יום הכיפורים במטרה להכחיד קוממיותנו (את הריבונות שלנו). זרוע המחץ הארוכה של צה"ל שוב שולחת לאוויר. מדינת ישראל בוטחת בכולנו כי נהיה ראויים לשאת בגאווה את השליחות העליונה המוטלת על כל אחד מאיתנו". לסיום חתם: "אני מאחל לכל לוחמי חיל האוויר גמר חתימה טובה ושבת שלום וביטחון".
גם תלם הפיץ מברק לכלל מפקדי החיל. "ימאים לוחמים, יצאנו לקרב כדי להגן על שלום ישראל, זכויותיה וחירותה", כתב במברק המתפרסם לראשונה, "חילות מצרים וסוריה פתחו במלחמה תוקפנית וחסרת שחר באוויר, בים וביבשה, ופשטו על מעוזי צה"ל ועל בסיסיו לאורך הגבול הסורי והמצרי. חיל הים, אשר עבר בשנים האחרונות תמורה מוחלטת בחימושו ובציורו, התארגן בזריזות וביעילות לכל משימה המוטלת עליו בזירה הימית. במוצאי שבת, בלילה הראשון לקרבות, הצטרף חיל הים לכוחות אחרים של צה"ל בתקיפת האויב".
תלם תיאר במברק את הלוחמה הקשה מול האויב. "יחידת סטי"לים נכנסה לקרב עם כוחות עיטוריים ובמבצע מזהיר הצליחה להשמיד בטילי 'גבריאל' שלוש ספינות טילים, מקשת וסט"ר של חצי הסורי, וזאת ללא אבדות או נזקים לכוחותינו. גם באזור צפון סיני מצליחה יחידת סטי"לים אחרת להביס כוח של הצי המצרי. תוך כדי כך נמנעה ספינה מצרית על ידי חיל האוויר". הוא ציין: "קרבות נוספים התקיימו גם באזור ים סוף, שם הצליחו שני דבורים שלנו להשמיד שתי סירות גומי עם אנשי קומנדו בספינת 'ברסרם' מצרית. לא אנו יזמנו מלחמה זו, לא אנו פתחנו בה, אך נכונים אנו להמשיך ולהלום באויב התוקפני בכל מקום שבו ניתקל בו".
לסיום כתב מפקד חיל הים לאנשיו: "ימאים לוחמים, הודות לרמתנו האישית והמקצועית הגבוהה יש בכוחנו לבלום את התוקפנות ולהכריע את צבאות האויב עד לניצחוננו, כפי שאכן הוכח בקרבות האחרונים. בטוח אני, כי יכול תוכלו למשימות הקשות הניצבות בפנינו ביום פקודה זה".
כאמור, באותו היום התרחש הקרב הראשון בהיסטוריה בין ספינות באמצעות טילים - קרב לטקיה שהסתיים בניצחון ישראלי מכריע, שבמהלכו הוטבעו כל כלי השיט הסורים שעימם התנהל הקרב - ללא אבדות או פגיעות לחיל הים הישראלי. היבט נוסף של ראשוניות שהיה בקרב הוא הפעלת אמצעי התגוננות ולוחמה אלקטרונית לשיבוש טילי האויב על ידי הכוח הישראלי, שבכך היה לכוח הימי הראשון בעולם שהפעיל תחום זה בלוחמה ימית.
צה"ל מפרסם היום, בחלוף יובל שנים, הקלטת קולות קשר של הרמטכ"ל דדו משיחה שקיים עם מפקד חיל הים בקרב. "המפקד זה ביני, מבקש להודיע לאגף המבצעים שיש קרב סטי"לים על יד לטקיה. יש לנו שתי פגיעות על שני טילים ונערכים לירי על המכלים", אמר מפקד חיל הים. הרמטכ"ל דדו השיב לו בשביעות רצון ובהומור: "ביני, כל הכבוד לחיל הים! זו תרומה חשובה ועכשיו תגמור גם את המכלים. תגיד, יש איזה סטי"ל לסורים?". מפקד חיל הים ענה: "אני מקווה שנגמור אותו תוך יום יומיים".
בתום הלחימה הקשה, סיכם תלם את פעילות החיל במלחמה, וכתב כי נחלו הצלחה - אך עליהם להמשיך להתכונן לקרב הבא. "יחידות הקומנדו הימי והחבלה הימית נערכו בשתי הזירות למשימות רבות, שהקו המאחד את כולן הוא אופיין התוקפני ודרך הביצוע, הכרוכה בחדירה עמוקה לבסיסי האויב ובפעולה נועזת ורבת דמיון. אלה מביאים לתוצאות מרחיקות לכת, העומדות מחוץ לכל פרופורציה למספרם הקטן של הלוחמים".
הוא התייחס באופן אישי ללוחמי החיל, וכתב: "אין הצלחה והישגים בקרב ללא לוחמים, צוותי כלי שיט ומפקדים נועזים. אין הצלחה והישגים בקרב ללא צוות עורפי מסור ומעולה, העושה ימים ולילות במספנה, במחסני הציוד, בבתי המלאכה, במשרדי התכנון ובמטה, ולבסוף - אין ההצלחה מחר מובטחת לנו, אם נשב על זרי הדפנה. עלינו לפעול במרץ בלימוד אירועי העבר ובהוצאת הלקחים מפעולותינו. אל נחזור על טעויות ומשנים - אל נחזור על שיטות לחימה מיושנות. הצלחנו בקרב מחר תלויה בהתכוננותנו אליו היום".
בתום המלחמה הופקו לקחים רבים בחילות השונים בצה"ל. חיל האוויר, למשל, ביצע שינויים רבים והתאים את עצמו כדי להשתפר בתחומים שונים. במסמך סודי ביותר שנכתב לאחר המלחמה וסיכם את הלקחים, צוינו השינויים הרבים הנדרשים ברמה הארגונית, בתשתית, בכמות המסוקים הנדרשת ובסוגים שיש להשמיש, ביכולת ההגנה והתקיפה של חיל האוויר, בקשר עם הקרקע והדרג הפיקודי, בצורך הבלתי מתפשר במודיעין ובביטחון השדה ועוד.
את הלקחים הללו יישם חיל האוויר במבצע "שלום הגליל", מלחמת לבנון הראשונה שהתקיימה כמעט עשור לאחר מכן. "לקחי מלחמת יום הכיפורים יושמו וטופלו בחיל האוויר בצורה מלאה, כמעט לחלוטין", נכתב, "במקרים הבודדים מאוד שבהם לא יושמו הלקחים, היה זה בגלל מגבלות המשאבים והשאיפה להשקיעם במקומות שבהם יתרמו את התרומה המשמעותית ביותר. הלקחים העיקריים שהופקו לגבי בניין הכוח ודרך הפעלתו, תקפים היום ויישארו תקפים גם בעתיד. זאת מאחר שהאיום והמשימות של הכוח האווירי, הנובעים מעצם מהותו, נשארו ויישארו בעינם. לפיכך, גם במקומות שבהם העלנו את הכוח האווירי במדרגה איכותית, נצטרך להמשיך ולהעלותו - מאחר שהאיום שמולנו התעצם".