Den militära flygbasen ligger i staden Voronezj, strax öster om gränsen till Ukraina.
En soldat ska ha stulit vapen från en officerare och öppnat eld, skriver ryska nyhetsbyrån Tass.
Tre personer uppges ha dött och gärningsmannen har barrikaderat sig inne på anläggningen.
Motivet till händelsen är än så länge oklart.
Moscow Times skriver att ett fjärde offer har överlevt och vårdas på sjukhus för sina skador.
Enligt nyhetsbyrån Interfax är den misstänkte gärningsmannen i 20-årsåldern och hade haft meningsskiljaktigheter med sin överordnade.
