Das Weiße Haus teilte mit, US-Präsident Barack Obama habe in einem Telefonat mit seinem türkischen Kollegen Recep Tayyip Erdogan gesagt, dass die Türkei aus Sicht der USA und der NATO das Recht habe, seine Souveränität zu verteidigen. Zugleich stimmten beide Politiker darin überein, dass die Lage nicht eskalieren dürfe. Es müssten Vorkehrungen getroffen werden, damit sich solch ein Vorfall nicht wiederhole. Russland kritisierte die Haltung der NATO und kündigte den Einsatz zusätzlicher Militärjets an.
Nach Erkenntnissen der NATO dürfte die Darstellung Ankaras zutreffen, wonach das türkische Militär den Bomber vom Typ Suchoi Su-24 nach einer Verletzung des türkischen Flugraums beschoss. Nach US-Einschätzung wurde der russische Kampfjet allerdings innerhalb des syrischen Luftraums getroffen. Die Maschine sei zwar kurzzeitig im türkischen Luftraum gewesen, dort aber nicht getroffen worden, sagte ein Vertreter der US-Regierung, der nicht namentlich genannt werden wollte. Diese Beurteilung basiere auf Wärmedaten des Jets.
Moskau betonte, der Flieger habe für die Türkei keine Gefahr dargestellt und sei über syrischem Boden abgeschossen worden, womit sich die türkische Regierung zu "Helfershelfern von Terroristen" gemacht habe. Die türkische Regierung betonte, die Grenzverteidigung sei "sowohl unser internationales Recht als auch unsere nationale Pflicht".
Als Reaktion auf den Vorfall werden alle Luftwaffeneinsätze Russlands gegen die Terrormiliz IS in Syrien ab sofort von eigenen Kampfjets begleitet, wie der Generalstab in Moskau laut des staatlichen Nachrichtenportals "Sputniknews" bekannt gab. Zuvor hätten Bomber keinen derartigen Schutz bekommen. Außerdem wurde der russische Raketenkreuzer "Moskwa" demnach angewiesen, vor der syrischen Mittelmeerküste Position zu beziehen und alle Ziele zu vernichten, die Russlands Luftwaffe in dem Bürgerkriegsland gefährden könnten.
Russlands NATO-Botschafter Alexander Gruschko kritisierte nach der von Ankara beantragten Sondersitzung des Bündnisses am Dienstag, die Türkei sei für ihr Verhalten nicht verurteilt worden. Auch habe Moskau keine Beileidsnote nach dem Tod zweier Piloten erhalten.
Einer von ihnen saß nach russischen Angaben in dem abgeschossenen Bomber, der andere in einem Hubschrauber, der von syrischen Rebellen auf dem Weg zur Rettung der verunglückten Flugzeugbesatzung beschossen wurde. Das Schicksal des zweiten Suchoi-Piloten ist ungeklärt. Für Russlands Streitkräfte sind es die ersten offiziell bestätigten Verluste seit Beginn ihrer Intervention im syrischen Bürgerkrieg im September.
UN-Generalsekretär Ban Ki-moon zeigte sich "äußerst besorgt" nach dem Suchoi-Abschuss. "Der Generalsekretär ruft alle militärisch in der Region verwickelten Parteien auf, alle Maßnahmen darauf abzustimmen, ungewollte Konsequenzen zu vermeiden", sagte sein Sprecher in New York. Das Pentagon teilte mit, der Zwischenfall habe derzeit keine Auswirkungen auf die Aktionen der US-Luftwaffe in Syrien. Französische Kampfjets griffen dort am Dienstagabend gemeinsam mit der US-Luftwaffe erneut IS-Ziele an.