Продукцию флагманов воронежской индустрии в большинстве своем отличает востребованность и конкурентоспособность на мировом и отечественном рынках, по целому ряду позиций - инновационность и уникальность.

ОАО «Воронежское акционерное самолетостроительное общество», входящее в Объединенную авиастроительную корпорацию, производит аэробусы Ил-96 (единственная в стране производственная площадка по выпуску широкофюзеляжных дальнемагистральных пассажирских самолетов и третья в мире после Airbus и Boeing), региональные самолёты АН-148, комплектующие и запасные части для авиационной корпорации «Airbus» и агрегаты на RRS. Высокое качество и надёжность воронежских самолётов подтверждает тот факт, что на ИЛ-96-300 летает Президент России. В этом году предприятие отметит свой 80-летний юбилей. 

ОАО «Конструкторское бюро химавтоматики» (КБХА) занимается разработкой ракетно-космических двигателей. Его инженеры сконструировали тот самый РД0109, с помощью которого произведен вывод на околоземную орбиту космического корабля «Восток» с Юрием Гагариным на борту. В Воронеже созданы и двигатели для ракетоносителей «Восход», «Союз», «Протон», «Энергия». Последняя разработка КБХА - ракетный двигатель РД-0124, предназначенный для третьей ступени ракеты-носителя "Союз-2-1б", а его модификацию планируется использовать на ракете-носителе "Ангара". 

Основным партнером КБХА является Воронежский механический завод – филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева», который запускает в серию ракетные двигатели, созданные в конструкторском бюро, а также производит широкий спектр другой высокотехнологичной продукции – от запорно-регулирующей арматуры до двигателей для самолетов и вертолетов. 

В Воронеже расположена головная структура ОАО «Концерн «Созвездие», объединяющего 20 предприятий по всей стране и занимающегося разработкой автоматизированных систем управления и связи, а также средств радиоэлектронной борьбы для вооруженных сил. Последняя разработка - ОКР «Созвездие-М2» - базовый комплект для тактического звена управления Вооруженных сил РФ. Из гражданских тем концерна наибольший интерес представляет система мобильного беспроводного широкополосного доступа «AstraMAX» - комплексное решение по построению сетей связи 4G на базе технологии мобильного WiMAX, которое включает базовые станции, абонентские устройства, центры сетевого управления и инфраструктурные решения, позволяющие абоненту получить скорость передачи данных до 70Мбит/с в движении до 120 км/ч и полностью отказаться от проводов. 

ООО «Финансово-промышленная компания «Космос-Нефть-Газ» занимается поставкой оборудования для нефтяной, газовой, химической отраслей промышленности и атомной энергетики по полному циклу: от разработки проектов до изготовления изделий. Потребителями продукции являются в числе прочих такие корпорации, как «Газпром», «Сибур», «Роснефть», «ЛУКОЙЛ» и ряд других известных компаний ближнего и дальнего зарубежья. 

ОАО «Тяжмехпресс» — является одним из мировых лидеров по производству тяжелых механических прессов. В августе 2010 года был сдан в эксплуатацию самый мощный в мире горячештамповочный кривошипный пресс усилием 14000 тонно-сил. В настоящее время ведётся работа по созданию более мощного пресса усилием 16500 тонно-сил. 

Воронежский вагоноремонтный завод - филиал ОАО «Вагонреммаш» - крупное промышленное предприятие, имеющее современное специальное оборудование для ремонта пассажирских вагонов, формирования и ремонта колесных пар. Предприятие постоянно проводит работу по расширению номенклатуры и увеличению объема выпускаемой продукции. 

Колокололитейный завод Анисимова (ООО «Фирма «Вера»») был основан в 1989 году, став первым специализированным производством колоколов в современной России. На сегодняшний день это крупнейшее в России и за ее пределами предприятие по производству церковных колоколов, в том числе весом более 100 тонн. Завод получил благословение Патриарха Московского и всея Руси Алексия II и лидирует по числу оснащенных им звонниц по всему миру. Например, в 2007 году на предприятии отлили 9 колоколов для Гарвардского университета.  

В регионе действует ряд предприятий, чья продукция пользуется высоким спросом за рубежом: например, ОАО «Воронежсинтезкаучук» (производит высококачественные синтетические каучуки, латексы и термоэластопласты), ОАО «Минудобрения» (единственный производитель минеральных удобрений в Центральном Черноземье). Ведущими в своих отраслях являются ОАО «Павловскгранит», крупнейшее в Европе предприятие по добыче и производству нерудных материалов (основная продукция – гранитный щебень, поставляемый в том числе для строительства олимпийских объектов), ЗАО «Воронежстальмост», национальный лидер в области изготовления стальных конструкций для железнодорожных, автодорожных и пешеходных мостов любых типов, ЗАО «Лискимонтажконструкция» (изготавливает детали для технологических узлов трубопроводов нефти, газа, пара и горячей воды). В области работают также Воронежский шинный завод (производит шины для грузовых, легковых автомобилей, строительно-дорожных машин, мототехники и сельхозтехники) и Семилукский огнеупорный завод (поставляет огнеупоры крупнейшим металлургическим компаниям и АвтоВАЗу). 

Ряд воронежских предприятий выпускают в высокой степени инновационную продукцию. ООО НПФ «Крыло» занимается разработкой и производством комплекта одноразового инструмента для эндоскопической хирургии. ЗАО «Гидрогаз» выпускает современные комплексы для получения особо чистой (обессоленной и деионизованной) воды, применяемые в микроэлектронике, теплоэнергетике, некоторых отраслях химической промышленности и медицины. ООО НПП «Измерон-В» реализует проект «Разработка и производство систем лазерного контроля и восстановления геометрии крупногабаритных изделий машиностроения». Данная система позволяет проводить лазерные измерения различных типов крупногабаритных объектов. 

В регионе работают 4 технопарка, ориентированные на выпуск инновационной продукции: «Содружество» – в сфере электроники и микроэлектроники, «Калининский» – в сфере механообработки и машиностроения, «МИТЭМ» – в сфере электротехники и машиностроения, «Космос-Нефть-Газ» – в сфере химического машиностроения и нанотехнологий. В технопарках располагаются более 80 малых инновационных предприятий, объём производства составляет около 3 млрд. руб. в год. Продукция технопарков поставляется в более чем 50 регионов России.