2002年9月，国防科工委和辽宁省政府首次共同签署共建沈航协议，学校改为辽宁省人民政府、国防科工委共建，以辽宁省管理为主。2003年，沈航成为空军依托培养后备军官的全国18所地方院校之一。

2004年，学校启动了新校区建设工作，新校园占地1700余亩，同年9月19日，沈航新校区举行奠基仪式。2006年11月，国防科工委和辽宁省再次签署了共建沈航协议。2008年6月，学校改为工业和信息化部接续原国防科工委与辽宁省人民政府共建。

2010年3月，国家国防科工局和辽宁省第三次签署共建沈航协议，学校完成了从单一航空院校向航空航天领域的迈进，学校正式更名为“沈阳航空航天大学”。2011年，成立了研究生学院，开展研究生教育教学、招生就业、日常管理等工作。2014年，辽宁省人民政府与教育部、中国航空工业集团公司三方共建沈航。

2016年，辽宁省人民政府与国家国防科工局决定在“十三五”期间继续共建沈航。2017年，中国航空发动机集团与沈航签署了战略合作协议，共建航空发动机学院。2017年，学校获批硕士推免权。次年3月，学校获批博士授予单位，实现了本硕博贯通培养。

2019年4月，沈阳航空航天大学成立国际工程师学院，开展中外合作教学。2021年6月，中共中央授予沈阳航空航天大学党委“全国先进基层党组织”称号。2023年11月，人力资源社会保障部、全国博士后管理委员会批准沈阳航空航天大学新设航空宇航科学与技术一级学科博士后流动站。2024年1月29日，由沈阳航空航天大学名誉校长、中国工程院院士杨凤田主持研制的世界首款四座氢内燃飞机原型机RX4HE原型机（120kW）在沈阳市法库财湖机场成功首飞。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学下设25个教学、科研单位。有49个本科专业，学校以航空宇航为特色，以工为主，涵盖工、理、文、经、管、艺等学科协调发展的多科性高等院校。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学有2个一级学科博士学位授权点，14个一级学科硕士学位授权点，7个专业学位类别；工程学、材料科学2个学科进入世界ESI排名前1%，航空宇航推进理论与工程等5个学科先后获批国防特色学科（方向），省双一流建设优势特色学科2个。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学有教职工1600余人，专任教师1058人，具有高级技术职称的教师564人，具有博士学位的教师568人。其中，中国工程院院士1人，特聘院士9人；国家级人才称号10人，享受国务院政府特殊津贴专家9人；辽宁省优秀专家5人，辽宁省特聘教授5人，辽宁省攀登学者1人，辽宁省百千万人才工程入选百、千层次61人，辽宁省“兴辽英才”教学名师4人，辽宁省“兴辽英才”领军人才6人，辽宁省“兴辽英才”青年拔尖人才27人；8人入围全世界顶尖科学家榜单；有辽宁省黄大年式教师团队3个；全英文授课教师队伍150余人。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学有工程教育专业认证专业10个，国家卓越工程师教育培养计划3个，国防科工局国防重点专业和国防紧缺专业2个，国家级综合改革试点专业1个，国家级一流本科专业建设点18个，省级一流本科教育示范专业33个，省级示范专业6个，省级工程人才培养模式改革试点专业7个，省级综合改革试点专业2个，省级优势特色专业1个，省级创新创业教育改革试点专业3个，省级重点支持专业2个，省级向应用型转变示范专业2个，10个向应用型转变试点专业。拥有2个国家级实验教学示范中心，2个国家级工程实践教育中心，1个国家级实践教育基地，1个国家虚拟仿真实验教学项目，11个省级实验教学示范中心，6个省级虚拟仿真中心，6个省级虚拟仿真实验教学项目，13个省级实践教育基地，1个省级综合实验实训基地，1个省级创新创业实践基地；建有国家级一流本科课程8门，国家级英语授课品牌课程2门，省级一流本科课程182门，省级精品课程27门（包含精品课、视频公开课、资源共享课），省级优质教学资源建设与共享项目81项，校级资源共享课35门。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学近年来，先后获省级以上教学成果奖87项，其中国家级教学成果奖2项，省级一等奖21项。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学与全球40多个国家和地区的170余所高等院校、科研院所建立了友好合作关系；有教育部批准中外合作办学本科教育项目2个，中外合作办学机构1个，与中国国（境）外友好院校开展校际联合培养和长短期交流项目20余个；2007年以来，先后有来自80多个国家的数千名留学生到校学习；面向留学生开设英文授课本科专业5个、硕士专业5个、博士专业2个。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学有4个国家级科研平台，33个省部级重点实验室（工程中心），1个省级协同创新中心， 1个省级军民融合发展研究基地，2个省级新型重点智库；有国家国防科工局国防科技创新团队1个，辽宁省“兴辽英才计划”高水平创新团队1个，辽宁省高等学校创新团队6个。

截至2023年10月，沈阳航空航天大学承担各类国家级项目370余项。近五年，科研经费总额达14.5亿元，成果转化额7.1亿元；发表高水平论文4000余篇，授权专利686项；获省部级科技奖励64项，其中省部级科学技术最高奖1项、一等奖11项。

1958年10月7日，由沈航师生自行研制的“沈航1号”通用飞机飞上了中国的蓝天，参加了当年在北京举办的“全国教育与生产劳动相结合展览会”。

2021年，辽宁通航研究院新能源电动飞机研发创新团队获中国航空学会创新团队奖。

2023年，学校自主研制的全球首款双座电动水上飞机正式交付，首款四座氢内燃机飞机成功首飞；新能源通用飞机研发领域的创新科技成果获辽宁省科学技术最高奖等。

2024年1月29日，由沈阳航空航天大学名誉校长、中国工程院院士杨凤田主持研制的世界首款四座氢内燃飞机原型机RX4HE原型机（120kW）在沈阳市法库财湖机场成功首飞。

截至2023年12月，沈阳航空航天大学图书馆拥有纸质图书140.30万册，生均纸质图书56.39册，拥有电子期刊155.47万册，电子图书69.38万册，学位论文953.04万册，音视频174058.42小时。

《沈阳航空航天大学学报》

《沈阳航空航天大学学报》是由沈阳航空航天大学主办的、国内外公开发行的、以自然科学和工程技术为主的综合性学术期刊，为双月刊。设置了航空宇航工程、机械与材料工程、信息科学与工程、管理科学与工程、民用航空与安全工程、能源与环境工程、基础科学与工程等七个栏目。期刊被收录进了包括中国核心期刊（遴选）数据库收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库刊源、万方数据——数字化期刊群入网期刊、“中国科技论文在线”来源期刊在内的多个数据平台。

《航空宇航科学与技术》

《航空宇航科学与技术》（Aerospace Science and Technology）创刊于2012年，双月出刊，由沈阳航空航天大学与辽宁省航空宇航学会主办，是辽宁省唯一一本整体反映航空宇航领域学术和科研成果的连续性内部资料。设置了航空工艺、空气动力与飞行力学、航空维修工程、航空材料与冶金、飞行技术与安全、无线电与电子、计算机科学与技术等十七个栏目。

沈阳航空航天大学校徽标志主体是以航天飞机和歼击机的形象抽象组合而成，并围绕以表示航天科技的卫星形象和椭圆轨迹，三种不同的航空航天器组成一个有机整体，并构成沈阳航空航天大学的英文缩写“SAU”，背景以地球图形为主。标志整体创意围绕航空航天和教书育人为主题，突出大学的文化特征和精神象征。

沈阳航空航天大学校旗由校徽和周恩来手体的校名组成，整体色彩由白色图案和蓝色背景构成，突显学校的航空航天办学特色。

沈阳航空航天大学校训为“德能并进、勇毅翔远”。

沈阳航空航天大学校风为“勤奋、严谨、求实、创新”。

沈阳航空航天大学校歌为《梦圆长天》，邬大为作词，铁源作曲。

沈阳航空航天大学拥有丰富多彩的社团文化，截至2019年6月，学校共有电子精英社团、航天协会、沈航天文社、航空航天信息技术协会、C立方精英联盟、先锋理论社团、展翼青阳辩论协会、数学建模协会等58个社团。2022年，沈阳航空航天大学大学生体育联合会获得2021-2022年度“沈阳市百强社团”荣誉称号。

沈阳航空航天大学航空博览园是学校作为国、省、市三级综合性科普基地的重要组成部分，此基地为沈航打造航空特色办学理念搭建了实践实训平台，成为学校爱国主义教育基地重要组成部分，是传播航空科普知识，讲好航空报国故事，弘扬航空报国精神的新平台，是全校师生传承红色基因和航空报国情怀的重要载体。2022年，沈阳航空航天大学航空博览园入选2021-2025年度第一批全国科普教育基地。

沈阳航空航天大学彩绘桥由沈航师生共同设计绘画，画有由沈航科研团队自主研制的RX1E-A、RX4E、RX1S等飞机。

航空科普基地位于沈阳航空航天大学图书馆内，这里有镇馆之宝——配装歼-7、歼-8系列飞机的涡喷-7发动机，沈航自主研制的飞机——“沈航一号”“锐翔电动飞机”模型，还有以中国航空发展史为脉络的飞机模型展厅。

沈阳航空航天大学在政界、商界、科教界、文娱界都有知名校友，如刘政崇、苑伟政、张永福、侯孝江等人。

2023年，沈阳航空航天大学在US news（《美国新闻与世界报道》）发布的2022-2023全球最佳大学排行榜中，综合排名位居全球第1854名，亚洲第734名，中国第283名。

截至2024年5月，沈阳航空航天大学在软科中国大学排名中位列第211名。