В годы Первой мировой войны на вооружении русской армии в основном состояли самолеты зарубежного производства, использовавшиеся, прежде всего, для разведки. Однако все чаще стали происходить воздушные бои. Так, в 26 августа (8 сентября) штабс-капитан П. Н. Нестеров совершил первый в мире таран вражеского истребителя «Альбатроса». Оба самолета погибли. Отметим, что сам Нестеров не предполагал умирать: он хотел колесами своего самолета ударить сверху по несущей части «Альбатроса», однако ошибся в результате чего произошла авария. В 1915 г. другой русский ас А. А. Казаков совершил первый в мире таран, в котором сам летчик остался жив.
Однако гордостью русской авиации стал первый в мире тяжелый бомбардировщик «Илья Муромец», который был создан молодым инженером И. Сикорским в 1913 г. Огромный по тем временам самолет имел размах крыла 31 метр, длину 19 метров и был оборудован четырьмя двигателями. Сначала это были немецкие «Аргусы», по 140 лошадиных сил каждый, затем уже в годы Первой мировой стали ставить моторы французского, английского и отечественного производства. Также бомбардировщик был оборудован специальной фототехникой для ведения разведки. Из стрелкового вооружения у команды имелись винтовки и карабины, пистолеты «Маузер» и «Парабеллум», ружье-пулемет «Мадсен», а также пулеметы (английский ручной пулемет «Льюис», производимый в России «Максим» или же затем на его облегченный английский аналог «Виккерс»). Уже в декабре 1914 г. все самолеты «Илья Муромец» были сведены в единую Эскадрилью Воздушных Кораблей, которая подчинялась напрямую Ставке Верховного Главнокомандования. Конечно, у «муромцев» были и свои враги, которые не верили в то, что русский самолет может превосходить иностранные. Однако успешные налеты на города Восточной Пруссии уже в феврале 1915 года доказали эффективность «Ильи Муромца». Так, М. Никольский (старший механик Эскадры) вспоминал, что однажды в штабе нашей 1-й армии немецкий перебежчик сообщил, что «по немецким войскам был отдан приказ о том, что доносящий о пролете русских многомоторных самолетов будет отдан за распространение ложных панических слухов. У русских нет и не может быть больших аэропланов». Всего за годы войны в боях принято участие около 40 тяжелых бомбардировщиков «Илья Муромец».
Также в годы Первой мировой войны был создан первый русский истребитель — С-16. Его создателем также стал И. И. Сикорский. Впервые его начали применять для учебных целей в 1915 г., а первое «боевое крещение» произошло в апреле 1916 г.
