Una delle più grandi novità tecnologiche introdotte nella Grande Guerra fu l'utilizzo dell'aviazione militare. La costruzione, nel 1903, del primo mezzo in grado di alzarsi da terra fu il primo atto di una rivoluzione totale sia nel campo civile che militare. Niente più fu come prima. 
 

In realtà, a livello militare molti ufficiali rimasero inizialmente indifferenti non intuendo subito i grandi vantaggi che si sarebbero ottenuti dall'impiego dell'aereo. In Italia il primo a capirlo fu il maggiore Giulio Douhet il quale fu da subito fermamente convinto che l'utilizzo dell'aviazione sarebbe stato decisivo in una futura guerra. Nacque così, alla fine del primo decennio del '900, la prima squadra di aviazione militare italiana, composta da bombardieri e da caccia. 

I primi furono prodotti da Giovanni Caproni, un ingegnere trentino che nel 1908 iniziò a brevettare questo tipo di velivoli (ricordati con la sigla "Ca." ed un numero). Nel corso della guerra vennero effettuati vari perfezionamenti fino a giungere, nel 1918, al famoso bombardiere "Ca.46" in grado di volare a 150 km/h e di trasportare 500 chili di bombe da sganciare sugli obiettivi nemici. Un grande vantaggio ed una grande innovazione che fece dell'Italia lo Stato più all'avanguardia in questo ambito.
I caccia, gli aerei ad uno o due posti dotati di mitragliatrice per i combattimenti aerei, furono invece meno utilizzati. Mentre gli altri Stati ne produssero diverse centinaia, l'Italia inizialmente preferì non fabbricarli ed importò alcuni Niuport francesi. Solo nel 1916 comparvero sui cieli dei caccia italiani, come gli SVA  e gli Hanriot, in grado di volare ad oltre 200 km/h e dotati di mitragliatrici calibro 7,7. 

Lo sviluppo di questi modelli però non era sufficiente per rendere gli aerei delle armi efficaci in guerra. A renderli tali furono i primi aviatori e in particolare i cosiddetti "Assi dell'aviazione", i piloti che con la loro abilità seppero dare un contributo decisivo per le sorti di una battaglia. Un appellativo che veniva assegnato solitamente a chi riusciva ad abbattere più di cinque aerei nemici. Il più famoso di tutti fu il tedesco Manfred von Richtofen, soprannominato "l'Asso degli Assi" e "Barone Rosso", in grado di abbattere 80 velivoli tra il 1914 ed il 1918. In Italia le gesta più famose furono quelle di Francesco Baracca (medaglia d'oro al Valore Militare), Fulco Ruffo di Calabria, Luigi Gori e Massimo Pagliano. Leggendaria fu anche l'azione propagandistica intrapresa da Gabriele d'Annunzio il 9 agosto 1918 sui cieli di Vienna con uno SVA 5.