1903年12月17日，萊特兄弟的載人動力飛機首次試飛，獲得曆史性的成功。這次成功發生在蘭利第二次失敗的9天之後及距他失事160千米的地方。
萊特兄弟生長在一個並不富裕的牧師家庭。當他們在分別隻有7歲和11歲時的一天晚上，父親突然把他們叫到起居室裏，神神秘秘地對他們說：“我有件奇怪的東西給你們看。”說著，就把捂著的兩手張開，隻見一件小玩藝兒飛了起來，直上天花板，飛了約1分鍾，最後落到了地板上。
兄弟倆被這神奇的東西驚呆了。他們平時隻見過小鳥、蝙蝠和一些昆蟲能夠在天上飛。他們怎麼也沒想到，這無生命的小東西也會自己飛起來。這小玩藝兒原來是一件簡單的橡筋動力直升飛機模型。他們於是模仿著做了好幾架類似的東西，都飛得很好。從此，製造飛行器的理想就成了兄弟倆共同的人生目標。
他們雖上了高中，但沒能拿到畢業證書，隻得以修理自行車為生。經濟的困境並沒有阻礙他們對飛機的追求。他們收集和研究了許多有關飛行的書籍雜誌，對那個時代的各種飛行試驗非常了解。利連塔爾的不幸遇難使他們意識到，飛行的關鍵問題是左右側向的平衡。
解決問題的思索是枯燥乏味的，沒有非凡的意誌和驚人的毅力，實在難以支撐下去。萊特兄弟在不斷地嚐試各種可能的設計。終於有一天，哥哥萊特在為顧客拿自行車內胎時，無意中發現扁平的包裝盒是扭曲的，便突然想到：利用扭曲機翼的辦法來控製平衡。為驗證這一想法，他試製了一架1.5米的盒式風箏來模擬飛機，通過幾根細線來控製風箏的飛行姿態，結果十分令人滿意。一架載人滑翔機的構思已經完整地浮現於他們的腦際。
為避免利連塔爾的損失，兄弟倆用一種放風箏的方式來做試驗。經過調查，他們決定到北加利福尼亞的吉蒂霍克，那裏一片沙漠，沒有樹木，風速平均在每小時24千米左右。這架簡單的滑翔機重量隻有24千克，總共才花了15美元。他們把繩子的一端固定在地上，另一端係到飛機頭部，一個人趴在上麵操縱，隨風力加大，飛機果然像風箏一樣飛了起來。第二天，他們又製造了一架機翼麵積更大的新飛機，曾迎風滑翔了120米遠。後來，他們又花15美元，製造了一架由汽油發動機帶動的高寬各0.4米的風洞，測試各種形狀的機翼在不同迎角和流速下的升力表。到1902年，他們製造出的滑翔機已能迎著每小時560千米的風，滑翔180米了。
時間推移到1903年，他們自己動手製造了一台重約77千克的汽油發動機，並根據風洞升力表設計了螺旋槳，製成了一架載人動力飛機，於12月17日開始了人類曆史上第一次真正的載人動力飛行。
其實，這次飛行沒有太多的驚人之處。它僅升空12秒，飛了近100米。即使在同一天的第四次試飛，也僅升空59秒，飛行256米，第五次試飛，因遇風把飛機都吹壞了。但是，試飛畢竟成功了。從這一天起，人類的航空事業就飛快地發展起來了。
航空事業的飛速發展萊特兄弟的試飛成功，標誌著航空技術的重大突破，之後的發展便呈現群雄並起、勢不可擋之勢。總的來看，大致經曆了由業餘競賽到軍用，再到商用與軍用並舉這幾個階段。
實際上，萊特兄弟的成功並未引起美國人的足夠興趣，他們不得不到歐洲尋求發展。1908年，哥哥萊特在法國勒芒市一個賽馬場駕駛他的“飛行者”3號進行了九次飛行表演，創造了一次留空2小時20分30秒及飛行高度110米的紀錄，震動了歐洲。隨後，他們又應邀到各國首都進行表演，受到各國首腦的接見。這激起了歐洲人發展航空事業的極大熱情。而在此之前，1908年的1月，法國人亨利·法曼曾駕駛加布裏埃爾·瓦讚製造的“瓦讚”號飛機，首次完成了1000米閉合航線飛行。1909年7月25日，法國人路易·布萊裏奧首次駕機從法國加萊飛到英國的多佛爾，飛越了英吉利海峽，創造了航空史上的奇跡。到1920年7月，法國人為紀念萊特兄弟對歐洲航空事業的貢獻，而在勒芒市中心建起一座10米高的紀念碑。
任何事物在剛剛發展的時候，都有許多不足之處，這就為廣泛的探索提供了機會。幾年時間裏，各種奇形怪狀的飛機陸續出現，加上各種頻繁的航空競賽，更給飛機的發展“火上加油”。
法國在1909年8月舉辦為期一周的國際航空競賽盛會，38架飛機參賽，有87架次飛行距離在48千米以上。萊特兄弟的飛機在這時已顯不出它的特色來了。而法曼的飛機則創造了又一個嶄新的紀錄：連續飛行3小時4分56秒，航行180千米。美國柯蒂斯的37千瓦雙翼機每小時飛行76千米，在速度上獲得冠軍。而萊姆森的飛機升到1384米的高空。每個項目的優勝者都獲得了4萬美元的獎勵。在這個時期，也出現了其他各種飛機，通過競賽，又淘汰了不少。