Ett stort nödläge hade förklarats på flygplatsen efter det att det italienska C-27J-flygplanet förlorat kommunikationen.
Det eskorterades till Prestwick av RAF Tyfoner som en försiktighetsåtgärd och landade utan incident strax före 20:00.
Polisen i Skottland sa att C-27J hade flugit från Island till Italien.
Flygen tros ha försenats under en kort tid i Glasgow och Edinburgh, men det skotska luftrummet stängdes inte.
Prestwick Airport förblev också öppet hela tiden, och ett passagerarflyg från Ryanair till Malta tog fart en kort tid efter det att det italienska planet landat.
En video som publicerades på Facebook av tidningen Ayrshire News visade de civila flygplanen som landade på flygplatsen. Tyfonerna landade inte.
Fotografier från den plats som publicerats på sociala medier visade flera räddningstjänstfordon som kallats till platsen som en försiktighetsåtgärd.
En talesman för försvarsministeriet sade: "Typhoon flygplan lanserades i kväll från RAF Lossiemouth för att avlyssna ett civilt flygplan som orsakade oro för flygkontrollmyndigheterna.
"Flygplanet eskorterades säkert till Prestwick flygplats och den lokala polisen har nu ledningen."
Ett civilt lastflygplan har landat säkert efter att ha eskorterats till Prestwick Airport i Ayrshire efter att ha drabbats av tekniska problem med sin kommunikationsutrustning.