Danmarks Flymuseum lægger stor vægt på et godt og fornuftigt samarbejde med andre aktører indenfor det flymuseale område.
Gennem mange år har samlingen udstillet fly fra Flyvevåbnet, repræsenteret ved Flyvevåbnets Historiske Samling, som har til huse på Flyvestation Karup. Her er en lille stab fast beskæftiget med at registrere og arkivere Flyvevåbnets historie. Tilknyttet samlingen er pensionistgrupper på hver af de fire Flyvestationer. Her er en kapacitet på området, som Danmarks Flymuseum jævnligt drager nytte af.
Tøjhusmuseet i København valgte for en række år siden at lade Danmarks Flymuseum udstille 4 af sine unikke og meget sjældne fly. Gennem en udbygning af Danmarks Flymuseum søges samarbejdet udvidet til også at omfatte driften af Flyvevåbenmuseet på Stauning Lufthavn.
Teknisk Museum, Helsingør og Danmarks Flymuseum arbejder begge inden for det flymuseale område, og med den store geografiske spredning, supplerer man hinanden godt. Der foregår løbende en udveksling af både viden og materiel. F.eks. har Teknisk Museum lånt Danmarks Flymuseums N & W Jager og Danmarks Flymuseum har lånt Teknisk Museums KZ II Sport.
Gennem hele museets eksistens har der på forskellige områder været et samarbejde med KZ & Veteranfly Klubben. Klubbens restaureringsfond har ved flere lejligheder ydet støtte til nogle af museets restaureringsprojekter. I forbindelse med KZ & Veteranfly Klubbens årlige Rally bistår Danmarks Flymuseum med praktisk arbejde og fly til opvisningen.
Opsund Aircraft Display Team (O.A.D.T) er betegnelsen på Videbæk Ungdomsskoles flyrestaureringshold, som har eksisteret siden 1996. Under ledelse af nogle voksne tovholdere har eleverne restaureret et jagerfly af typen Meteor Mk. 8, det første jetfly i det danske flyvevåben. Nu er man i gang med en Sikorsky S-55 redningshelikopter.
Jagergruppen, som tæller ca. 15 personer, samles en gang om måneden på museet for at arbejde med flyvedligeholdelse og restaurering. Det er specielt de tidligere militære jetfly, der har gruppens interesse. Man sørger for, at de udstillede flyvevåbensfly holdes rene og fremstår præsentabelt. Gruppen arbejder også med restaurering af F-84 og C-47.