Die B737-8Q8 EI-GRJ der Neos, ursprünglich als A4O-BE an Oman Air ausgeliefert, wurde von ihrer Übernahme Ende 2019 bis 2024 ganz in weiss gehalten. Auf die Sommersaison 2024 hin hat sie Titel und Hecklogo sowie Zusatzaufschriften zur Vermarktung der Verbindung von Palermo nach New York erhalten.

Sechs Boeing 787-9 betreibt Neos auf Langstreckenverbindungen ab diversen italienischen Flughäfen. Als erste Einheit wurde im Dezember 2017 die EI-NEO übernommen.

Neos besitzt für die Langstrecke eine reine Boeing B787-9 Flotte nachdem die letzten B767-300 im Jahre 2020 die Flotte der italienischen Airline verlassen haben. Die EI-NEO ist mit etwas mehr als acht Jahren die älteste Maschine der B787-9 Flotte. 

Die I-NDOF hatte eine bewegte Laufbahn hinter sich - ursprünglich wurde die Boeing 767-306ER an KLM ausgeliefert und dort zehn Jahre betrieben, ehe die Maschine nach Italien zu Neos weitergegeben wurde. Neos setzte die Maschine selbst, aber auch für Flyglobespan, Air Algérie und Arkia ein. Während der Zeit von Dezember 2018 bis Januar 2019 trug die Maschine die "Moonflower" Spezialbemalung, welche auf das Callsign der italienischen Airline aufmerksam macht. In der Zwischenzeit wurde die Maschine nach Marana überführt, wo die bewegte Geschichte der Maschine im Dezember 2021 ihr Ende fand. 

Aktuell befinden sich in der Flotte der italienischen Airline Neos noch vier Boeing 737-800, dazu gehört die I-NEOT nicht mehr. Die B737-86N verliess im Oktober 2022 die Flotte und wurde zum Frachter umgebaut. Aktuell fliegt die Maschine als 4K-EKZ für El Al Cargo. Neben den vier B737-800 kommen noch acht Boeing 737-8 MAX und sechs Boeing 787-9.