На подготовительном этапе привлекаемые на учения войска и силы осуществили перегруппировку на полигон, а рабочие группы вооружённых сил двух стран провели рекогносцировку районов предстоящих практических действий войск. Надо отметить, что такая масштабная перегруппировка белорусских войск проведена впервые за годы существования вооруженных сил государства. Органы военного управления и войска перебрасывались на территорию РФ достаточно сложным, комбинированным способом — железнодорожным и воздушным транспортом.
Также необходимо упомянуть об участии в учении «Щит Союза — 2011» вооружённых сил Казахстана и Украины. От Украины принимала участие десантно-штурмовая рота, переброшенная в Астраханскую область из Днепропетровска. От Республики Казахстан участвовали истребители Су-27 (действовали с территории Казахстана) и вертолёты Ми-17, перебазированные на аэродром Приволжский, а также десантно-штурмовая рота.
Активная фаза учения включала в себя два этапа. На первом, который проходил 16—19 сентября, основные усилия были сосредоточены на обучении войск ведению боевых действий на оборонительных рубежах и подготовке обороны. В ходе этого этапа в полной мере оценивалась эффективность системы управления, проверялась слаженность органов военного управления, а также практические навыки должностных лиц в ходе управления боевыми действиями с учётом изменения их способов ведения в современных условиях войны. На втором этапе, продолжавшемся 3 суток с 20 по 22 сентября, войсковые части союзных государств провели совместные действия по управлению РГВ и отражению ударов с воздуха с соединениями сухопутных войск, территориальных войск и сил специальных операций при ведении боевых действий за удержание оборонительных рубежей и разгроме вклинившихся группировок противника. Особое внимание было уделено оценке эффективности единой региональной системы ПВО РФ и РБ, а также их взаимодействию.
Боевые расчёты зенитных ракетных соединений в ходе розыгрыша боевых действий выполнили боевые стрельбы новейшими ЗРК С-400, С-300ПС, С-300ПМ, С-300С, «Бук», «Оса», «Панцирь-С». Для выполнения этих задач было привлечено около 30 соединений, частей и подразделений ЗРВ и радиотехнических войск.
Для участия в учении на аэродром Приволжский учебного центра боевого применения (который вместе с ашулукским центром входит в состав 185-го центра боевой подготовки и боевого применения ВВС, возглавляемого генерал-майором Владимиром Градусовым), была перебазирована внушительная авиационная группировка.
На протяжении учений Приволжский в буквальном смысле гудел как пчелиный улей. В воздухе одновременно находилось огромное количество летательных аппаратов (в финальной фазе в районе Ашулука их было до 106 единиц!). Многофункциональные истребители-бомбардировщики Су-34 и Су-27СМ3, штурмовики Су-25СМ, многоцелевые истребители МиГ-29 ВВС Беларуси, ударные вертолёты Ми-28, Ми-24 и Ка-52, новейшие многоцелевые вертолёты Ми-8АМТШ.
МиГ-29 астраханского ЦБП на протяжении всей активной фазы осуществляли прикрытие наземной группировки войск с воздуха и выполняли перехват воздушных целей условного противника. Также с аэродромов в Энгельсе работали дальние бомбардировщики Ту-22, из Мариновки и Морозовска летали разведчики Су-24MP и фронтовые бомбардировщики Су-24М, из Миллерово осуществляли воздушное прикрытие боевых порядков истребители Су-27, а Су-27СМ Республики Казахстан, действовавшие с территории своего государства, наносили бомбовые удары по наземным целям.
Ударные вертолёты оказывали огневую поддержку наземной группировке, а многоцелевые Ми-8 проводили высадку тактического десанта на поле боя.
Начальник 185-го ЦБП и БПр ВВС генерал-майор В.Ю. Градусов