中国航空工业集团与国际航空巨头展开了一系列深度合作，其中包括空客项目的转包生产。沈飞、哈飞、成飞、西飞等子公司分别承担了空客A320、A319、A330/340等多个机型的关键部件制造，如机翼、应急门、尾段零件等。在A350项目上，中航工业被指定为飞机结构件5%制造工作的独家供应商。
合资合作方面，2007年中航二集团与空客合作成立了复合材料制造中心，哈飞集团与空客中国共同设立了复合材料飞机零部件制造中心，为空客系列飞机生产零部件，同时也参与了A350XWB宽体飞机的工作包生产。此外，中国一航、哈飞股份等与空客中国合资成立了空客北京工程技术中心，专注于飞机工程技术研发。
航空组装线项目也在中国推进，如2006年天津的A320总装线，中航工业与空客合作建立了生产线。中航工业哈尔滨飞机工业集团与空客在马德里成立了复合材料制造中心，西飞公司则在伦敦签订了A320机翼总装项目。
高层交流机制的建立促进了双方合作的深化，如与波音、欧直、GE等公司的合作中，不断探讨新合作机会和模式，提升合作层次。例如，中航工业与波音在制造领域有深度合作，包括转包生产，且在2001年起开始进行高层管理培训，交流先进管理经验。
在直升机项目上，中航工业与欧洲直升机公司合作的Z15/EC175项目进展顺利，而HC120直升机项目则是国际合作研发的成果。在发动机领域，南方动力等子公司与GE开展的转包生产合作更是长达二十年，涵盖了多种发动机关键部件。
合资企业如哈尔滨安博威飞机工业有限公司，是中国与巴西航空工业合作的整机制造项目，取得了AS9100B和ISO14001认证，实现了中国航空制造的历史性突破。
中国航空工业集团公司（简称：中航工业，英文名称：Aviation Industry Corporation of China）由原中国航空工业第一集团公司、中国航空工业第二集团公司重组整合而成，是一家由国家出资设立，受中央管理的国有大型企业。集团公司实行母子公司（事业部）管理体制，注册资本640亿元，拥有企事业单位近200家，拥有上市公司21家，其中3家在香港上市。