在20世纪头10年期间，怀特兄弟于1903年进行了历史性飞行“比空气重的飞行器”的研制工作获得了重大进展，在空战武器研制方面起着重要作用的军事技术也取得了巨大进步。作为一种有潜力的军事利器，飞机的作用受到了意大利军官朱里奥·杜黑少校的高度评价，他写道：“现在，我们充分认识到了海洋的重要性，但在不久的将来，制空权将高于一切。
怀特兄弟制造的飞机
”就在杜黑做出预言的那一年，飞机的作战潜力得到了显示，1910年1月19日，美国陆军中尉保罗·贝克从路易斯·保罗汉姆驾驶的飞机上把一个沙包作为炸弹投到了洛杉矶。6月30日，格伦H.柯蒂斯从50英尺（15米）的高空，把1枚哑弹投到克卡湖上由浮标标识出的战列舰大小的区域内。与此同时，在飞机上应用火器的可能性也得到了验证，1910年8月，雅格·厄尔·菲克尔在飞机上用0.30英寸（7.62毫米）口径来复枪击中了纽约希珀斯黑德湾上的一个地面目标。几周前，一位名叫奥古斯特·尤列的人为一种新装置申请了专利，这种装置能使固定机枪从飞机上射击，这对飞机未来的研制工作具有更深远的意义。
杜黑他书写了制空权一书
相应地，受杜黑制空权理论的影响，意大利人首次在战争中证实了飞机的作用。1911年11月22日，意大利人强行占领昔兰尼亚和的黎波里塔尼亚地区，引起土耳其人的强烈不满。紧接着，意大利对土耳其宣战，卡罗皮埃萨上校负责指挥意大利远征军航空联队，他驾驶“布莱里奥”式飞机在的黎波里和阿齐齐亚之间对土耳其进行侦察，这是“比空气重的飞行器”首次用于实战。
与此同时，航空兵这种作为世界上重要武装力量的兵种也开始逐渐形成。法国陆军在凡尔赛附近的塞特利接收了1架“怀特”式双翼飞机，这是法国的第一架飞机。负责军事航空的罗克斯将军发起了招募飞行员的运动，炮兵部队提供了3人，步兵部队提供了4人，而骑兵部队却轻蔑地拒绝参与该项活动。第一位得到名誉晋升的飞行员是费利克斯·卡梅门，他后来负责在切朗斯地区的法国航空学校的工作。到了1910年底，新组建的航空队拥有29架军用飞机（“布莱里奥”式、“布雷盖”式、“法曼”式，“安托瓦内特”式和“福伊斯恩”式）和39名飞行员。
法军装备的双翼机这种飞机也被中国引进
1910年10月，德国陆军接收了订购的首批7架“鸽”式单翼飞机。几周前，德军在多布利兹地区建立了一所培训学校，德国第一位受到名誉晋升的是一位轻骑兵军官理查特·冯·泰德曼，他于1910年7月23日进行了单飞。
“鸽”式单翼飞机
1911年4月1日，皇家工程兵航空营在威尔特郡的拉克希尔地区组建，其前身可以追溯到1892年在奥尔德肖特组建的气球飞行学校。该营由第1连（飞艇、气球和风筝）和第2连（飞机）组成，亚历山大·伯纳曼少校担任指挥官。航空营拥有3艘飞艇和一些杂牌飞机，包括1架老旧的“C.S.罗尔斯”式、1架有点危险的“布莱奥特”式、业已停产的“保罗汉”式、1架“哈维兰”式、1架“享利·法曼”式、4架“布里斯托尔”式和1架“华德·怀特”式。1911年12月，皇家海军飞行学校在肯特郡的东教堂地区成立，当时共有6架短程双翼飞机，它们还是从弗朗克·麦克利恩皇家航空俱乐部租借过来的，1913年5月，在皇家工程兵航空营和皇家海军航空力量的基础上，皇家飞行团成立了。这支新组建的飞行队下属1个军事航空联队、1个海军联队和1个中心飞行学校，同时还包括一些后勤和技术支援部队。
1911年3月，比利时陆军第一军事航空学校创建。与此同时，美国也开始组建自己的海军航空力量，尽管美国早在1907年就组建了陆军通信兵航空师，但一直发展缓慢，直到1913年3月5日，航空师才得以在得克萨斯城的加尔维敦地区组建了第1飞行中队，该中队由查理斯·德·福斯特·钱德勒上尉负责指挥。在组建初期，航空师只有1架“怀特”式双翼飞机，一些骨干军官通过该飞机掌握了驾驶技术，后来又陆续配备了1架“柯蒂斯D”式、1架“伯吉斯H”式和1架“马丁TT”式水上飞机。
1912年6月2日，钱德勒上尉参加了装备机枪的飞机的第一次试飞。参加试飞的那架飞机是通信部队的“怀特”式双翼飞机，由托马斯德·威特·米令中尉驾驶，钱德勒上尉则负责操纵“路易斯”式机枪，实验场所设在马里兰州的学院公园。1912年11月3日，美国海军科利兰·戴维斯海军中校设计了无后坐力机枪，并在印第安海德的海军试验场进行了初始试验，这种武器计划用来发射大口径子弹。就在此时，英法两国的设计者们对于“战斗机”概念也产生了极大兴趣。除了实施侦察之外，一些公司还认识到了飞机的作战潜力，英国维克斯有限公司就是其中的一员。1913年，在伦敦奥林匹亚航展上，维克斯有限公司展出了“破坏者”式18型飞机，它是一款双座双翼飞机，装备水冷型“沃尔斯利”推进式发动机和固定在机头位置的自由射击型“马克泌”式机枪。该款飞机后来又重新设计成EFB.1型（1号试验型双翼战斗机），也就是FB.5型“枪车”式前身，并计划于1915年装备几支部署在法国的皇家飞行中队。先题飞行员克劳德·格雷厄姆·怀特展示了他设计的XV型飞机，该型飞机在飞行员座舱下面为“路易斯”式机枪手设置了一个专用平台。1913年，英国设计的另1架配置机枪的FE.3型实验飞机由皇家飞机厂制造，属于双座侦察/夜间轰炸机，与当时的其他设计一样，该架飞机有一个推进式平面，以便使坐在前舱的观察员或炮手能够拥有一个不受限制的射击区域；此外，在该飞机的吊舱形前机身处，还安了考文垂军械厂制造的机枪，从机头一个开口处进行射击。尽管该架飞机性能比较优良，但结构脆弱，只是在地面上进行过机枪射击试验。
飞机上的路易斯机枪
1914年初，毋容置疑，机枪为“作战飞机”的武器难题找到了出路，但要使这种办法切实可行，仍然需要克服几个问题：首先，机枪只能安装在比较坚固的现役飞机上；另外，对于低功率飞机，重量障碍是不可接受的；还有一个难题，由于飞行员和观察员被很大的翼展面积和支臂张线所包围，当他们坐在脆弱的木制螺旋桨的前面和后面时，不管使用什么样的枪射击都不易进行瞄准。不过，英国空军很快采用了27磅（12千克）美制“路易斯”式机枪作为侦察机的标准武器，尤其是推进式机型，观察员坐在飞行员的前面，上下左右都有较大的射击空间。在最初阶段，机枪通常由观察员亲自安装，这样更利于其进行射击。
霍奇基斯机枪
法国采用了“霍奇基斯”式机关枪，它与“路易斯”式机枪一样属于气冷型弹带送弹式武器，但是，该种机枪刚一开始使用就证明很不适合观察员，于是又采用了一种圆盘机关枪。此外，德国采用了“帕拉布朗”式MG-14型轻型机关枪，是水冷型“马克泌”式机枪的改进型，也有一个鼓形弹匣。
尽管认识到军用飞机需要一种有效武器，但当1914年8月一战爆发之际，除了飞行员携带卡宾枪和一些随身武器之外，几乎所有的飞机均未配备任何武器。在8月4日入侵入比利时的战斗中，德国仅有的数架“鸽”式飞机居然没有携带武器，只是用来执行空中侦察任务；与此同时，比利时的飞机也未携带武器，它们执行的也是同样的任务。