Tháng 9/2022, ông Zelensky ký đơn xin gia nhập NATO và yêu cầu khối này nhanh chóng kết nạp Kiev. Đến tháng 5/2023, Tổng thống Ukraine thừa nhận nước này không thể vào NATO khi chưa chấm dứt xung đột với Nga nhưng vẫn mong muốn nhận được lời mời gia nhập khi liên minh quân sự họp thượng đỉnh ở Litva trong tháng 7.
Khi hội nghị Thượng đỉnh Tổ chức Hiệp ước Bắc Đại Tây Dương (NATO) diễn ra tại Litva tháng 7/2023, lãnh đạo các nước thành viên NATO đã nhất trí rằng sẽ mời Ukraine gia nhập liên minh quân sự khi nước này đạt được một số điều kiện nhất định nhưng không nêu rõ thời điểm cụ thể. Tổng Thư ký NATO Jens Stoltenberg cũng giải thích rằng trước tiên phải đảm bảo rằng Ukraine giành được "chiến thắng" trong cuộc chiến đang diễn ra với Nga vì khối có nguyên tắc không kết nạp quốc gia đang trong xung đột.
Trong khi đó, Nga nhiều lần tuyên bố ngăn Ukraine gia nhập NATO là mục tiêu chính của nước này trong chiến dịch quân sự đặc biệt vì đây là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng với an ninh quốc gia. Điện Kremlin cảnh báo "việc Ukraine gia nhập NATO sẽ kéo theo hệ quả vô cùng tiêu cực đối với kiến trúc an ninh châu Âu".
Phó Chủ tịch Hội đồng An ninh Nga Dmitry Medvedev thậm chí từng đưa ra nhận định rằng có thể kéo dài mãi mãi để nước này không thể trở thành thành viên NATO. "Mục tiêu của chúng tôi rất đơn giản - loại bỏ nguy cơ từ việc Ukraine trở thành thành viên NATO. Và chúng tôi sẽ đạt được, không bằng cách này thì cách khác", ông Medvedev thời điểm trên cũng cho biết trong bài viết đăng trên công báo Rossiiskaya Gazeta.