Để đuổi kịp với Nga và Mỹ trong công nghệ quân sự, Trung Quốc đã tiến hành nhiều hoạt động gián điệp ở nước ngoài. Giới chuyên gia quân sự cho rằng có ít nhất 5 hệ thống vũ khí trụ cột của Trung Quốc được sản xuất nhờ việc đánh cắp, sao chép khí tài của các cường quốc.
Năm 1961, trong một nỗ lực nhằm xoa dịu căng thẳng đang lên cao giữa hai nước, Liên Xô đã chuyển giao thiết kế và vật liệu chế tạo, cũng như giấy phép sản xuất tiêm kích đánh chặn MiG-21 tối tân cho Trung Quốc. Với hành động này, Moscow muốn thể hiện nỗ lực thu hẹp bất đồng, cho thấy việc hợp tác song phương vẫn khả thi.
Tuy nhiên, thiện ý của Liên Xô không có tác dụng, căng thẳng Xô-Trung tiếp tục gia tăng đến mức suýt nổ ra chiến tranh cuối thập niên 1960. Từ bản thiết kế do Moscow chuyển giao, Bắc Kinh phát triển mẫu tiêm kích J-7 với tính năng không thua kém bản MiG-21 nguyên gốc. Trung Quốc còn tự khắc phục nhiều vấn đề thiết kế của J-7 mà không cần tới sự trợ giúp của Liên Xô.
Nước này về sau cho ra đời phiên bản xuất khẩu F-7 để cạnh tranh trực tiếp với dòng MiG-21. Trung Quốc còn bán nhiều chiếc J-7 cho Mỹ, giúp không quân Mỹ huấn luyện và xây dựng kinh nghiệm giao chiến với tiêm kích Liên Xô.
Sau khi Liên Xô tan rã, Nga rất cần khách hàng để vực dậy nền công nghiệp quốc phòng trì trệ, trong khi Trung Quốc cũng tìm mua khí tài công nghệ cao sau khi bị Mỹ và châu Âu áp đặt lệnh cấm vận vũ khí vào năm 1989.
Trong thập niên 1990, Moscow và Bắc Kinh đã ký nhiều thỏa thuận vũ khí lớn, trong đó bao gồm hợp đồng bán, chuyển giao công nghệ và cấp phép sản xuất tiêm kích hạng nặng Su-27. Trung Quốc trở thành quốc gia đầu tiên ngoài các nước thuộc Liên Xô cũ sở hữu tiêm kích Su-27 với giá 30-40 triệu USD/chiếc trong giai đoạn 1992-2000.
Tuy nhiên, vào năm 1995, Bắc Kinh tuyên bố không muốn mua những chiếc Su-27 lắp ráp hoàn chỉnh từ Moscow, mà muốn được cấp phép tự sản xuất loại máy bay này trong nước. Hai bên ký hợp đồng trị giá 2,5 tỷ USD, cho phép Trung Quốc sản xuất 200 chiến đấu cơ Su-27 mang định danh nội địa là J-11, với điều kiện chúng phải dùng động cơ và hệ thống điện tử Nga.
Nga nếm trái đắng vào năm 2004, khi hợp đồng mới thực hiện được một nửa. Sau khi lắp ráp xong 100 chiếc đầu tiên, Trung Quốc tuyên bố hủy hợp đồng 100 chiếc còn lại, lấy lý do Su-27 không còn đáp ứng nhu cầu của họ về khả năng mang vũ khí dẫn đường chính xác.
Ba năm sau, Trung Quốc tuyên bố Tập đoàn chế tạo máy bay Thẩm Dương đang sản xuất J-11B, mẫu tiêm kích được cho là có tới 90% bộ phận nội địa. Dù Bắc Kinh khẳng định J-11 không liên quan tới Su-27, nhưng giới quân sự dễ dàng nhận ra sự giống nhau giữa hai dòng máy bay.
Vụ việc này cùng sự cố tương tự trong hợp đồng bán tên lửa S-300 khiến Nga ngày càng thận trọng hơn trong việc chuyển giao công nghệ quân sự cho Trung Quốc.
Trước khi mạng lưới gián điệp công nghiệp của Trung Quốc bị phát hiện, nhiều chuyên gia phân tích Mỹ đã nghi ngờ nước này đánh cắp thông tin về dự án siêu tiêm kích F-35. Nghi vấn này càng rõ hơn khi Bắc Kinh ra mắt tiêm kích tàng hình J-31.
J-31 có vẻ ngoài tương đồng với máy bay F-35, chỉ thiếu khả năng cất cánh thẳng đứng của biến thể F-35B. Mẫu tiêm kích Trung Quốc không sở hữu hệ thống điện tử tối tân như tiêm kích Mỹ, nhưng nó có thể hoạt động trên tàu sân bay, trở thành đối thủ cạnh tranh F-35 trên thị trường xuất khẩu.
Năm 2010, Trung Quốc vẫn còn thua xa Mỹ trong công nghệ máy bay không người lái (UAV). Trong những năm qua, Bắc Kinh đã dần bắt kịp và đang sản xuất nhiều loại UAV đủ sức cạnh tranh với Washington trên thị trường vũ khí quốc tế.
Tình báo Mỹ cho rằng hacker Trung Quốc đã đánh cắp công nghệ từ nhiều nguồn, gồm chính phủ Mỹ và những công ty tư nhân liên quan đến dự án sản xuất UAV.
Năm 2016, khi Tập đoàn Khoa học Công nghệ Hàng không Trung Quốc (CASC) ra mắt mẫu UAV vũ trang CH-4B, các quan sát viên lập tức nhận ra sự giống nhau kỳ lạ giữa nó với mẫu MQ-9 Reaper nổi tiếng của Mỹ. Hai UAV này có hình dáng giống hệt nhau, cùng thực hiện các chức năng trinh sát và tấn công như nhau.
Cuối thập niên 1970, quân đội Mỹ đầu tư nhiều tiền của để chế tạo thiết bị nhìn đêm. Chúng được trang bị cho binh sĩ, xe thiết giáp và chiến đấu cơ để giành lợi thế lớn trong các cuộc xung đột từ thập niên 1980.
Để chấm dứt lợi thế này, Trung Quốc đã tổ chức hoạt động gián điệp để thu thập và sao chép thiết bị Mỹ thông qua việc ăn cắp dữ liệu, cũng như sử dụng vỏ bọc doanh nhân để mua công nghệ bị Mỹ kiểm soát.
Báo cáo thường niên năm 2013 về Trung Quốc của Bộ Quốc phòng Mỹ cho biết Bắc Kinh đã thành công trong các nỗ lực đánh cắp công nghệ quân sự hiện đại của Washington, trong đó có các thiết bị nhìn đêm tối tân.