L'arrivée du nouveau millénaire a permis à CAE de cristalliser sa vision en prenant de nouvelles décisions et orientations. Après s'être démarquée pendant des décennies comme chef de file mondial dans la conception et la fabrication de dispositifs de simulation, CAE s'apprêtait maintenant à entreprendre une démarche audacieuse afin de devenir le plus important fournisseur mondial de services de formation aéronautique. En 2000, l'entreprise a annoncé son projet visant à mettre en place un réseau mondial de formation – projet qui, en définitive, devait donner à CAE la capacité inégalée d'offrir à ses clients l'éventail de produits et de services le plus complet dans l'industrie de la simulation et de la formation.
Au cours de cette décennie, grâce à une croissance naturelle et à des acquisitions stratégiques, le réseau de formation de CAE prend rapidement de l'expansion. Tout d'abord, la Société ouvre ses propres centres de formation à São Paulo et à Toronto. CAE procède ensuite à différentes acquisitions afin d'intensifier sa présence mondiale dans le secteur de la formation. Avec l'acquisition de la société néerlandaise Schreiner Aviation Training en 2001, CAE se hisse au deuxième rang des fournisseurs indépendants de services de formation aéronautique. L'année suivante, l'acquisition de SimuFlite propulse CAE dans le secteur de la formation pour l'aviation d'affaires. Pendant cette même période, CAE travaille aussi à l'établissement de partenariats et d'alliances stratégiques de formation avec des transporteurs du monde entier, en particulier Emirates, Alitalia, Iberia, LATAM, Air Asia, Cebu Pacific et China Southern, et avec de grands constructeurs d'avions comme Airbus, Embraer, Bombardier et Dassault.
En 2006, CAE a officiellement lancé un réseau d'écoles de pilotage qui est rapidement devenu le plus important au monde.
C'est grâce à ces initiatives que le groupe Formation et services – Civil de CAE occupe aujourd'hui dans l'industrie la place enviable qu'on lui connaît, avec un réseau de centres de formation établis sur cinq continents afin de desservir des transporteurs aériens, des exploitants et des constructeurs d'avions. En quelques années seulement, l'entreprise a acquis une solide réputation pour sa qualité sans compromis et pour sa capacité à se rapprocher du client et à lui fournir des services de formation personnalisés qui répondent à ses besoins précis.
En mars 2007, alors que CAE célèbre son 60e anniversaire, l’entreprise lance le simulateur de vol (FFS) de Série CAE 5000, conçu expressément pour répondre aux besoins de la formation sur les avions de ligne à fuselage étroit, les avions régionaux et les avions d'affaires. La conception innovatrice et standardisée qui caractérise la Série CAE 5000 met à profit les technologies prêtes à l’emploi (COTS) éprouvées, qu'il s'agisse des systèmes visuels sur PC, des projecteurs haute résolution à cristaux liquides sur silicium (LCoS), du système de mouvement électrique ou des éléments en matières composites.
Tout en poursuivant son essor dans le secteur de la formation aéronautique, CAE constatait aussi l'énorme potentiel que représentait le groupe Formation et services – Militaire. Pour arriver à percer le plus grand marché mondial de la défense, celui des États Unis, elle avait besoin d'une vitrine dans ce pays. En 2001, elle procède donc à l'acquisition de la société floridienne BAE SYSTEMS Flight Simulation and Training, anciennement Reflectone, ce qui augmente ses chances de pénétrer le marché militaire américain. Au cours des années qui suivent, CAE réussit à croître considérablement son activité dans le secteur militaire américain grâce à son partenariat avec le 160e régiment SOAR(A) et aussi à l'obtention de contrats importants en vue de fournir des simulateurs d'hélicoptères MH-60 Seahawk à l'U.S. Navy et des systèmes d’entraînement C-130J à l'U.S. Air Force. La Société établit également des relations déterminantes avec les principaux constructeurs tels que Lockheed Martin et Boeing; ce dernier lui a décerné le prix Outstanding Supplier Award (Prix du fournisseur exceptionnel) en 2006.
Au même moment, d'autres sphères du secteur Militaire de CAE commencent à prospérer. Au Royaume-Uni, CAE a commencé à fournir la formation opérationnelle à son centre de formation des équipages des hélicoptères de soutien moyens (MSHATF) dans le cadre du premier projet mondial de financement privé d’entraînement militaire. Les affaires de CAE Gmbh de Stolberg (Allemagne) continuent de prospérer grâce à des programmes multinationaux comme ceux de l'Eurofighter et du NH90. Pour sa part, la création de CAE Australie permet à CAE de devenir un joueur clé aux antipodes du globe en l'établissant comme une organisation de soutien technique autorisée pour la gamme de simulateurs utilisés par les forces de la défense australiennes. À la fin de la décennie, le secteur Militaire s’était élargi pour représenter environ 50 % des activités de CAE.
