Det ryska flygplanet flög från det ryska fastlandet till Kaliningrad-enklaven över internationellt vatten utanför Estlands Östersjökust, förklarade Nato i ett uttalande på sin webbplats.
"Eftersom det inte fanns någon flygplan, och planet varken hade kontakt med flygledningen eller använde sin transponder, beordrade Natos Northern Combined Air Operations Center i Uedem, Tyskland, att F-16:orna skulle startas och bekräftade uppgifterna om det okända flygplanet", detaljerade Atlantalliansen.
De portugisiska jaktplanen, som hade den första alarmeringsutgången på uppdragets andra dag, skickades ut från Šiauliai i Litauen.
"Efter att ha identifierat och eskorterat det ryska planet återvände de portugisiska jaktplanen säkert till Šiauliai. Detta var en rutinhändelse", tillade han.
För befälhavaren för den portugisiska avdelningen, överstelöjtnant José Dias, som citeras i uttalandet, var operationen ett bevis på "det utmärkta engagemanget, hängivenheten och professionalismen hos alla de delar som utgör avdelningen".
Portugal leder den 62:a rotationen av Natos luftbevakningsuppdrag i Baltikum. Fyra F-16-flygplan anlände i början av förra veckan och övertog ansvaret för att skydda Natos regionala luftrum tillsammans med F-16-flygplanen från det rumänska flygvapnet den 30 mars, tillade Atlantalliansen.
Sedan Estlands, Lettlands och Litauens anslutning 2004 har Natos allierade turas om att sätta in en luftbevakningskapacitet i Šiauliai för att skydda de tre baltiska allierades territoriella integritet, vilket är en stark demonstration av alliansens sammanhållning och solidaritet, tillade organisationen.