Enligt ministeriet var det ett kraftprov med anledning av Nordkoreas kärnvapen- och robottester den senaste tiden.
USA deltog med fyra F-35-jaktplan och två bombplan i övningen. Från Sydkorea deltog fyra F-15-jaktplan.
Den sydkoreanska nyhetsbyrån Yonhap uppger att flygplanen flög nära gränsen mellan Nord- och Sydkorea, vilket enligt nyhetsbyrån är mycket ovanligt.
Den ryska nyhetsbyrån Tass rapporterar att också Kina och Ryssland har inlett en gemensam övning i Vladivostok, som ligger nära Nordkorea.
Robot över Japan
Senast USA och Sydkorea flygövade tillsammans var i slutet av augusti. Efter det har Nordkorea meddelat att landet provsprängt en vätebomb, och att testet var en total framgång.
I fredags sköt Nordkorea en ballistisk medeldistansrobot över Japan.
I lördags pratade USA:s president Donald Trump och Sydkoreas president Moon Jae-In i telefon och var överens om att sätta hårdare press på Nordkorea.
USA:s FN-ambassadör Nikki Haley har varnat för att Nordkorea kommer att förstöras om landet inte ger upp sin vapenutveckling. Trump har inte uteslutit krigshandlingar mot Nordkorea.
Utrikes
18.9.2017
USA och Sydkorea flög stridsplan nära gränsen
USA och Sydkorea har haft stridsplan och bombplan att flyga över Koreahalvön, uppger Sydkoreas försvarsministerium.