“真是一個勇敢的人!為了飛上天空而獻出自己的生命，真不簡單!”弟弟奧維爾讚揚說。
“是呀!”一直凝視著窗外碧藍天空的威爾伯感慨地說，“他們所做的是多麼崇高而偉大的事情啊!”
從此，兄弟倆特別關注飛行方麵的消息，並對飛機產生了極大的興趣。
這期間，英國的皮爾查技師在利連塔爾犧牲後的1899年，也因試飛失事而喪命。此後享有盛名的馬克辛在自己的工廠裏進行了安裝引摯的航空模型製作，不幸在試飛時出了故障將機身摔毀，也放棄了研究。
法國的亞德製作了一個類似蝙蝠的大航空模型，上邊安裝了一個蒸汽機，在幾次試飛後，模型徹底破碎，也結束了試驗。
看到這一條條不幸的飛行消息，兄弟倆再也按捺不住自己激動的心情，決定進行飛行研究，完成先輩們沒有完成的事業。
兄弟兩人利用經營的空餘時間到迪頓的圖書館去查找有關飛行的文獻。然而，在這裏沒有找到可供參考的文獻資料。於是，他們給研究航空的斯密索尼亞協會去信，索取有關航空的文獻資料。
斯密索尼亞協會是美國的國立學術機關，它具有博物館、美術館、圖書館等多種設施。該協會給萊特兄弟寄來了奧克泰普·謝紐特的《飛機的發展》、蘭格萊的有關空氣動力學的著作以及其他的圖書目錄、大量的小冊子，其中，利連塔爾的《飛行問題和滑翔實驗》一書是萊特兄弟最感興趣的。
之後，他們又收到研究協會會長蘭格雷教授的一封信，信中告訴他們，如果要想和利連塔爾一樣進行飛行研究的話，他還有更多的資料可以向他們贈送。
萊特兄弟望著厚厚的圖書資料，和蘭格雷會長熱情洋溢的信，信心更大了。
艱苦的研究
有關飛行的資料收集到一定程度後，兄弟倆便開始投入到緊張的研究階段。但是研究剛起步，對於沒有受過高等教育的萊特兄弟來說，就遇到了一個重大的困難：具有很深研究價值的利連塔爾的著作完全是德文版的，找人翻譯既沒有那麼多的經費支出，又很費時間。
“怎麼辦?”兄弟倆憑著對研製飛機的火一樣的熱情和百折不撓的毅力，開始攻克德文，很快他們就能借助詞典研究利連塔爾的滑翔技術及飛行理論。
他們的工作安排是：白天利用一定的時間營銷自行車，掙得的錢一方麵滿足生活需要，另一方麵作為飛行研究費用；其餘的時間，特別是晚上幾乎都用來進行飛行問題的研究。
萊特兄弟為了研製飛機模型，不得不從數學、物理、機械等各個方麵進行係統的學習。他們在複雜的研究課題麵前，配合得十分默契，正如威爾伯所說：“奧維爾和我一起生活……共同工作，而且簡直是共同思維，就和一個人一樣。”這些是他們獲得成功的重要原因。
為了使他們的飛機有更好的性能，有時他們甚至經常仰麵朝天地躺在地上，一連幾個小時地仔細觀察老鷹的飛行，研究和思索它們是如何起飛、升降、盤旋的。
在研究了利連塔爾失敗的原因之後，他們認為：利連塔爾雖然滑翔了二千多次，但從時間上算來，在空中總共才5個多小時，應該說空中的實踐經驗太少了。為此，他們就決心要把握住在空中的實驗時間。
經過進一步的研究，萊特兄弟認為：飛行的關鍵就是要保持機械平衡，才能使飛機在空中長時間停留。因此，最好是製作成輕而結實的機架與輕而有力的發動機。
同時，萊特兄弟還弄明白了這樣一個問題，即滑翔機的練習、使用、數學計算，發動機的輸出功率，機架的結構等各種問題都是複雜地繞在一起的，隻有圓滿地取得平衡才能實現飛行。
從19世紀80年代末開始，他們始終堅持學習和鑽研，進行了無數次的計算和二百多種翼麵的試驗，他們的辛勤勞動從量變達到了質變，結下了前所未聞的碩果。
第一架滑翔機
1900年春天，萊特兄弟一賣完自行車，空閑時就考慮飛機的平穩問題，並大膽設想，如果在機翼的前方安裝升降舵的話，就一定會增加飛機的穩定性。
在合理設想的基礎上，萊特兄弟開始製作第一架滑翔機。
“威爾伯，我們製成後，到什麼地方去試驗?”奧維爾問。“最好在寬廣而又沒有人家、沒有樹木、還得有一個小山頭、下邊是沙灘的地方。山頭可供我們起飛，沙灘可以避免降落時摔毀……”威爾伯回答道。“我們不如請蘭格雷教授幫助。”奧維爾在一旁提醒道。
一直關注萊特兄弟飛行研究的蘭格雷教授接到求助後，便立即通過氣象局，選定了紐約南邊麵臨大西洋、在一條江的入海處的一個小村。這裏既有急救站、氣象站，還有郵局。這裏幾乎沒有人家，非常符合試驗的條件。
萊特兄弟在試驗中發現利連塔爾提出的模仿鳥類翅膀的滑翔機並不管用，所以他兩人根據自己的推算，設計製作了一個有上下兩層、看起來是一個長方形的翅膀。這個改進的機翼既可以增加浮力，又能夠大大減小空氣的阻力。他們又在機翼的最後，加了一個起調節滑翔作用的小小的輔助翼。經過試飛實驗，其結果仍不太理想。
1900年10月，兄弟二人果斷地把自行車鋪委托給家人管理，全力以赴地專門從事滑翔機的試飛研究。
為了增大機體的浮力，奧維爾在機翼的兩邊分別製作了一個小風洞，並采用模型翼進行實驗，結果發現過去使用的數字中有幾個是錯誤的。進而又製作了一個較大風洞，進行反複實驗。大約用了兩個月的時間，使用了200多種翼型模型，研究了其飛行性能。而且，萊特兄弟幾乎全部測量了決定飛機機翼特性的基本要素。但是，他們沒有發表任何有關這一實驗的結果。
1902年，他們製作了第三架滑翔機，並進行了實驗。可以認為，這架飛機就是萊特兄弟的最初飛機的原型。
從滑翔機到飛機
到1902年夏天，他們已經有了上千次的滑翔經驗，掌握了駕駛技術，這更加使兄弟倆堅信，滑翔機若是在某種動力的驅動下，一定可以天空中飛行。