Второй по величине армией среди стран Черноморского региона обладает Украина, однако в случае открытого конфликта с Россией в восточных областях украинская армия должна будет дислоцироваться вблизи белорусской и российской границы, с одной стороны, и вблизи границы с Приднестровьем в целях противостояния 14-й российской армии, дислоцированной на территории Приднестровья. В то время как в 2014 г. украинская армия по большей части состояла из полувоенных формирований, преимущественно относящихся к министерству внутренних дел (39,9 тыс.) и пограничной службе (45 тыс.), данные за 2015 г. неизвестны. В 2014 г. Киевом была сформирована новая Национальная гвардия численностью 33 тыс. человек. Тем не менее в украинской армии имеются проблемы, вызванные неспособностью Киева эффективно проводить структурные реформы. В первую очередь, провалились планы по прекращению призыва. Приостановив призыв на несколько месяцев в 2014 году, в мае 2014 г. власти возобновили его, и сегодня армия Киева чуть более чем на 50 % состоит из солдат срочной службы. До отстранения от власти правительство Януковича планировало реформировать армию и прекратить призыв в войска в 2015 году (план реформ в секторе обороны до 2017 г.) . Несмотря на принятие мер по рационализации бюджета и в целом стабильный уровень военных расходов (в среднем 2,8 % ВВП), украинская армия почти не получала новой техники и продолжала пользоваться устаревающей техникой советских времен. Более того, запланированные Киевом реформы по сокращению и модернизации армии пострадали от недостатка бюджетных средств. Согласно данным аналитического отчета за 2012 г., после двух десятилетий недостаточного финансирования подготовка и боеготовность украинской армии вызывают сомнения. Численность войск гражданской обороны и добровольческих батальонов остается неизвестной, однако, по оценкам, количество батальонов равно 40, и в их состав входят иностранные бойцы (преимущественно поляки, хорваты и прибалты, так называемые «добровольцы») .

Украинские воздушные силы располагают преимущественно воздушными судами советских времен, и ввиду ограниченного финансирования минимальный годовой налет пилотов равен 40 часам, что очень мало по сравнению с Турцией (180 часов) и более чем в два раза меньше средних показателей российских воздушных сил. На вооружении Украины находится 116 истребителей (МиГ-29 и Су-27), 34 истребителя-бомбардировщика Су-24 и 29 штурмовиков Су-25. Тем не менее эксплуатационные качества и боевую готовность указанных судов можно поставить под сомнение, а общая численность боевых судов, вероятно, намного меньше. По имеющимся данным, Украина потеряла около 20 единиц воздушной техники над Донбассом в ходе конфликта с сепаратистами.

До присоединения Крыма к России Украина обладала наиболее мощным военно-морским потенциалом на Черном море. Владея Крымом, Киев располагал лучшим портом на Черном море — Севастополем, а также самой длинной береговой линией и крупнейшим участком континентального шельфа в регионе. Тем не менее на военно-морскую мощь Украины отрицательное влияние оказывали структурные проблемы и недостаток финансирования. Флот Киева является результатом раздела советского Черноморского флота в 1997 г. и характеризуется очень низким уровнем эксплуатационной пригодности. Украинский флот располагает только одним судном, способным выходить в открытое море, «Гетман Сагайдачный», а его единственная подводная лодка, советский «Фокстрот», не подходит для боевых действий. Однако Украина планировала провести модернизацию своего флота посредством реализации программы по строительству корветов с бюджетом 1,5 млрд евро, утвержденной украинским правительством в марте 2009 г. Изначально планировалось заказать 10 корветов проекта 58250, но ввиду финансовых трудностей в 2010 г. Киев урезал программу до 4 единиц Головное судно «Владимир Великий» находится в процессе строительства на Черноморской верфи (г. Николаев), осуществляющегося с участием нескольких западных компаний, включая немецкую Rheinmetall. Планировалось, что корабль войдет в строй в 2015 году, и еще 3 единицы будут добавлены во флот к 2021 году. Тем не менее реализации этой программы препятствуют продолжающийся кризис и критическая экономическая ситуация в Украине. Помимо этого, основная часть украинского флота базировалась на крымских военно-морских объектах, и в результате военных действий на полуострове Россия захватила 70 украинских военных кораблей. Однако, учитывая довольно плачевное состояние кораблей, Москва начала возвращать их Украине, и 11 апреля 2014 г. первая партия украинских военных кораблей прибыла в Одессу. В июле 2015 г. Россия заявила о готовности вернуть Украине последние 20 из 70 судов, захваченных в марте 2014 г. Потеря Крыма оказала пагубное влияние на военно-морскую мощь и потенциал Украины. Поскольку в ближайшем будущем возвращение Крыма Украине маловероятно, Киеву следует изменить размер своего флота, списав старые и ненужные единицы. Более того, в связи с сокращением береговой линии численность военно-морской авиации Украины стала избыточной, и для нее также актуален вопрос списания единиц (Украина располагает 72 противолодочными вертолетами, но большинство из них не пригодны для боевых действий).