1903年12月17日，美国人莱特兄弟第一次成功地驾驶飞机飞上天空，为人类生存开创了一个新的领域，但是直到1914年第一次世界大战爆发前，这项具有划时代意义的科学技术始终没有得到足够的重视。战争开始后，在各交战国的武装力量中也一共才有三百余架可供军用的飞机，所谓空军不过是个辅助兵种，主要担当校正地面炮火和空中观测侦察的任务。飞机是用木料和金属线制造的，然后再用涂过胶的布蒙盖机翼和机身。飞机上也没有任何武器装备，只是驾驶员带有随身武器，但那也不过表明他是个军人而已。
大战初期，当地面上的步兵冒着炮火硝烟、浴血奋战的时候，飞行员的战争生活则是非常轻松的。他们像出外旅游一样飞越敌区执行侦察任务。即使敌对的双方飞机在空中相遇，飞行员们也只是友好地互相招招手，还没有人想到去做点别的什么。而当时的空战更好像是空中游戏。
1914年8 月，英国空军上尉哈维一凯利率领两架飞机在亚眠上空作例行巡逻，突然，哈维发现下面几千英尺处有一架德国飞机，哈维向另外两架飞机发出信号后，一齐向德国飞机俯冲。德国飞行员看到英国飞机来势凶猛，害怕飞机被撞，急忙降低高度，可是当他再把飞机摆平时，发现三架英厦飞机始终在上方和两冀包围着他，迫使他不得不着陆。吓慌了的德国飞行员在飞机还在滑跑时就跳了出来，逃进树林。哈维也随后降落，把德国飞机烧毁后返回基地。这样的战术在当时被广泛采用。对飞行员讲，即使身陷重围也无性命之忧，只要迫降，然后逃走了事。
伴随着升空执行任务的增多，飞行经验越来越多，飞机性能也逐渐提高，终于，地面战争的血腥气氛慢慢扩散到了空中。同年9月，一位飞行员认为空中战争也应该是残酷的，于是他拔出手枪，对准迎面飞来的敌机打响了空中第一枪。飞行员之间再也不招手了。先是法国双座飞机的观测员开始携带步枪；其他国家的飞机有的装着砖块——用以投砸敌机的螺旋桨和驾驶员；还有的飞机准备了一筒筒的投箭——铅笔形 的小钢箭，用以投刺敌机飞行员。由于高空强风和发动机剧烈震动，这些攻击的成功率太微乎其微了。
人们开始考虑空军的实战功能了，并试投小炸弹和手榴弹支援地面部队。但那时没有瞄准器，飞行员在飞机上手执炸弹用眼睛瞄准，根本没有考虑到速度或风力影响，其效果可想而知。据英国空军资料，在某次对某铁路车站的“轰炸”中，一百四十一枚炸弹只有三枚命中。
飞行员的人身安全也开始受到威胁了，但那时的飞机座舱根本无处容纳降落伞，飞行员跳伞逃生的机会也不大。飞机一旦失去操纵，飞行员只好和飞机同归于尽。为了保护自己不受地面子弹的伤害，飞行员们不得不坐在铸铁的炉盖上驾驶飞机。
日益频繁的相互射击使协约国的飞行员首先想到了机枪，但在最初却没有办法使子弹钻过旋转的螺旋浆来射击，只好把机枪装在双翼飞机的上翼，可是机枪的重量又使协约国飞机失去了高度，从而使德国飞行员有恃无恐。他们根本不理睬机翼上设有武器的协约国飞机，而对装备了机枪的飞机，他们只要上升高度，在敌机的上方飞行便可平安无事。
1915年2月的一天，四架返航的德国双座飞机发现一架法国单座飞机向他们飞来。从外观看，这架法国飞机既没有机枪也没有操纵机枪的另一个飞行员，德国飞行员们对这架法国飞机孤军深入的大胆举动感到好奇。突然，从法国飞机旋转的螺旋桨中迸发出黄色的火焰，一名德国驾驶员当即丧命，飞机旋转着朝地面栽去。在其他德国飞行员的惊愕中，法国飞机调整方向，黄色的火焰又使一架德国飞机爆炸燃烧。其余两架德国飞机马上逃之天天。真是太可怕了，但也太不可置信了。因为简单的数字告诉他们，射速一分钟六百发的机枪子弹是不可能钻过一 分钟旋转一千二百转的双叶螺旋桨的。但无论相信与否，从旋转的螺旋桨中迸发出的黄色火焰，继续使一个个德国飞行员丧命，一时德国空军竟不敢与协的国空军接近，直到一次偶然事件的发生。
在几个星期后，法国著名特技飞行员罗朗·加罗斯驾驶的一架莫拉内单座飞机，由于汽油管路阻塞，发动机熄火而被迫在德国战线后面着陆，当他还没来得及烧毁飞机时，便被德军俘虏了。德国空军这次可开了眼界：一挺霍奇斯基机枪装在莫拉内飞机的座舱前面，径直向木制螺旋桨瞄准，面向枪口的叶片，用楔形的钢片保护着，使可能打在螺旋桨上的子弹改变方向，尽管这样反跳的子弹可能会击毁发动机或驾驶员，但加罗斯已经用这种新奇技术击落了六架德国飞机。
德国人茅塞顿开，他们马上请来正在德国北部什未林飞机工厂任职的荷兰飞机设计师安东尼·福克，并交给他一挺帕拉贝卢姆气冷式机枪。四十八小时内，这位天才的大师试制成功了同步机枪，即用一个凸轮系统，使机枪避免在与螺旋桨成一直线时射击。值得一提的是福克从没有进过机械工程学校，设计中遇到的每一个难题都是靠高度的机械才智解决的。
然而德国人也未能长久地保持新式武器的优势。一个与加罗斯同样的偶然事件。使协约国的飞机也迅速地装备上刘易斯气冷式同步机枪。经过几次反复的竞争，依靠福克的才智，德国福克E—111型飞机及其装备的双管施庞道机枪才使德国空军获得暂时优势。福克本是荷兰籍，早在1910年他刚二十岁时，就制造和驾驶了当时最快和最坚固的单装飞机：他本想为祖国效力，却遭到冷遇，法国和英国的军事当局对他也缺乏重视，惟有德国人慧眼独具，在德国国土上为福克提供资金和设备。福克也不负所望，从1914年到1918年间， 他为德国设计了近六十种不同型式的飞机，满足了德国空军的需要。英国人悔之莫及，以一千万美元书面邀请福克帮助英国，但福克直至战后才得知此事，信被德国情报机关理所当然地扣留了。
装备了同步机枪的交战国飞行员们可以在空战中自由自在地大显身手了。协约国王牌飞行员，第二次大战荣任加拿大空军副元帅的雷德蒙·科利肖把那时的空战比作“跳华尔兹舞的舞伴”，“当一架飞机盯住另一架飞机的尾部，华尔兹舞就开始了。两架飞机飞行的圈子越来越小，直到最后其中一架飞机能够向另一架飞机开火，舞蹈才告结束。”驾驶员们都坚守飞机不放。即使上下两冀折拢也继续做困兽之斗，直到被击落。
与残酷的空战不协调的是飞行员的骑士风度，这种骑士风度在第一次世界大战中相伴始终。飞行员们对他们的空中敌人都以骑士身份相待。德国空军的马克斯·庐梅尔曼击落了英国空军里德中尉的飞机后，庐梅尔曼也随即着陆，在残骸中把他的敌手救了出来，并带到自己的住地，庐梅尔曼用最好的法国酒招待里德，里德与其说是俘虏，还不如说是上宾。之后，里德被安置在专门准备的舒适的俘虏营房里。礼尚往来，1918年4月，号称“红色男爵”的德国空军英雄里希特霍芬被英国空军击落丧生后，英国为他举行了隆重的葬礼。他的棺材由六名上尉(里希特霍芬的军阶)和一队飞行员护送，一个荣誉鸣枪队向他致告别敬礼。他的盖满鲜花的坟墓的照片和讣告，由英国飞行员空投到德国战线后方。
第一次世界大战的空战是原始的，角斗士式的。但是，尽管空军在整个战争中没有扮演主要角色，但它所表现出来的潜力却奠定了日后的空、地立体战争。