Einer der wichtigsten militärtechnischen Durchbrüche des Ersten Weltkriegs - und sicherlich derjenige, der die Phantasie der Öffentlichkeit nach wie vor beflügelt - war der Einsatz von Flugzeugen, die ein Jahrzehnt zuvor noch eine absolute Neuheit waren. Während der Krieg in den ersten Monaten schnell zum Stillstand kam, herrschte am Himmel über der Westfront ein reges Treiben. Die Großmächte hatten bereits Flugzeuge angeschafft, um sie einsetzen zu können, aber da der Luftkrieg noch nie ein wichtiger Bestandteil eines Konflikts gewesen war, ist es verständlich, dass nur wenige auf beiden Seiten eine Vorstellung davon hatten, wozu die Flugzeuge in der Lage waren. Außerdem waren zu Beginn des Krieges die Flugzeuge aller Seiten schlecht für den Kampf gerüstet, vor allem weil die Idee, dass Flugzeuge irgendwie kämpfen könnten, noch neu war und die Anpassungen, die spätere Luftkämpfe ermöglichen sollten, noch nicht entwickelt worden waren.
Infolgedessen wurden Flugzeuge schon früh fast ausschließlich zur Aufklärung eingesetzt, wodurch die Generäle ein noch nie dagewesenes Maß an Informationen über feindliche Bewegungen gewinnen konnten. Diese Informationen ermöglichten es den Franzosen, die deutschen Bewegungen in der Ersten Marneschlacht zu kontern und die deutschen Hoffnungen auf einen Sieg durch den Schlieffenplan zu beenden. Auch im Osten waren deutsche Flugzeuge von entscheidender Bedeutung für die Verfolgung, Einkreisung und Vernichtung der russischen Truppen bei Tannenberg.
Einige Armeen, wie z. B. die Franzosen, betrachteten die Aufklärung aus der Luft als eine strategische Angelegenheit, wobei die Flugzeuge vor allem in der Lage waren, die feindlichen Kräfte vor der Schlacht zu identifizieren und zu den Vorbereitungen beizutragen. Die Deutschen hingegen glaubten, dass Flugzeuge taktische Informationen liefern könnten, sobald die Schlacht begonnen hatte. Piloten wie Oswald Boelcke, der erste große deutsche Fliegeroffizier, überflogen in zweisitzigen Flugzeugen mit einem Beobachter im Heck feindliche Stellungen, identifizierten alliierte Stellungen und lenkten mit Hilfe von Farblichtern das Feuer der Artillerie am Boden.
Mit der zunehmenden Reichweite und Schlagkraft der Artillerie gewann die Zielerfassung natürlich an Bedeutung. Ein Großteil des Feuers der großen Geschütze wurde indirekt abgefeuert, da die Kanoniere ihre Ziele nicht sehen konnten und daher auf Informationen anderer angewiesen waren, um sie zu lenken. Die Karten der vom Feind gehaltenen Gebiete waren anfangs oft völlig unzureichend, und da man wissen musste, wo sich die feindlichen Verbände bewegten, wurde die Angelegenheit noch komplizierter, aber die Flugzeuge konnten hier Abhilfe schaffen, indem sie aktuelle Informationen über die feindlichen Stellungen lieferten und an die Geschützbatterien weiterleiteten, die ihre eigenen Frontlinien mit Granaten beschossen.
Die Royal Air Force (RAF), Großbritanniens legendäre Luftwaffe, wurde im Himmel über dem Ersten Weltkrieg geboren. Zuvor hatten die Briten jahrzehntelang Ballons zur Beobachtung und Aufklärung eingesetzt, und in den Jahren vor dem Krieg wurden Flugzeuge erstmals militärisch genutzt. Sie dienten vor allem der Aufklärung, doch es wurden auch Versuche unternommen, sie offensiv einzusetzen. Während des Burenkrieges 1899-1902 setzte die britische Armee die Besatzungen von mit Helium gefüllten Ballons ein, um den Artilleriebeschuss zu planen und zu unterstützen. Dies waren jedoch nur kleine, zaghafte Schritte. Das erste Patent für den Einbau eines Maschinengewehrs in ein Flugzeug, das 1910 angemeldet wurde, hatte noch nicht zu aktiven Kampffahrzeugen geführt, und es gab keine Doktrin, keine Taktik und keinen Kampf zwischen großen Luftflotten. Das änderte sich im Ersten Weltkrieg, als der Himmel über der Westfront zum Schmelztiegel wurde, in dem die vorangegangenen Fragmente der Luftkriegsführung in der weißen Hitze des Krieges geschmolzen wurden.