萊特兄弟毫不氣餒，仍然堅持試飛。就在這時，一位名叫蘭萊的發明家，受美國政府的委托，製造了一架帶有汽油發動機的飛機，在試飛中墜入大海。
萊特兄弟得知這個消息，便前去調查，並從蘭萊的失敗中吸取了教訓，獲得了很多經驗，他們對飛機的每一部件作了嚴格的檢查，製定了嚴格的操作規定，1903年12月14日，他們又來到吉蒂霍克，進行試飛試驗。
這天下午，兄弟倆先在地麵上安置兩根固定在木頭上的鐵軌，並有一定的斜度，好讓飛機方便地滑行。接著，就把他們製造的飛機，放在鐵軌上麵。
最後是由誰先飛的問題，兄弟倆爭執不下，隻好用拋硬幣的方法，由威爾伯先飛。
威爾伯上機後，伏臥在飛機正中，一會兒便發動飛機，發動機傳出轟鳴的聲音，螺旋槳也慢慢地轉了起來。
飛機在斜坡上剛滑行3米，就掙脫了結在後麵的鐵絲，呼嘯著升到空中。
“飛起來啦！”奧維爾興奮地叫道。
話音未落，飛機突然減慢速度，很快掉落在地上。整個飛行時間不到4分鍾。
奧維爾趕忙跑上前去。威伯爾已從墮落的飛機裏跳了出來，兄弟倆趕緊觀察飛機，飛機也未受損。“是什麼問題呢？”兄弟倆左思右想，逐一檢查。發動機沒毛病，螺旋槳轉動很好，技術操作也完全正確。“哥哥，我知道原因了！”奧維爾滿麵笑容地說道：“咱們是利用斜坡滑行的，距離隻有３米飛機就起飛了。而這時螺旋槳的轉動還沒有達到高速，所以一會兒就栽了下來。”“對呀！”威爾伯點頭稱是，接著說道：“咱們不能利用斜坡滑行起飛，而要靠螺旋槳的力量飛上去。這樣吧，把鐵軌裝在平整的地方再試驗一下。”
他們連續工作了3天，把鐵軌又重新安置在一片平坦的地麵上。
1903年12月17日上午10點鍾，天空低雲密布，寒風刺骨。被兄弟倆邀來觀看飛行的農民凍得直打寒戰，一再催促兄弟倆快點飛行。
這次由奧維爾試飛，隻見他爬上飛機，伏臥在駕駛位上。一會兒，發動機開始轟鳴，螺旋槳也開始轉動。
突然，飛機滑動起來，一下子升到3米多高，隨即水平地向前飛去。
“飛起來啦！飛起來啦！”幾個農民高興地呼喚起來，並且隨著威爾伯，在飛機後麵追趕著。
飛機飛行了30米後，穩穩地著陸了。威爾伯衝上前去，激動地撲到剛從飛機裏爬出來的弟弟身上，熱淚盈眶地喊道：“我們成功了！我們成功了！”
45分鍾後，威爾伯又飛了一次，飛行距離達到52米，又過了一段時間，奧維爾又一次飛行，這次飛行了59秒，距離達到255米。
消息傳開後，人們奔走相告，美國政府非常重視，決定讓萊特兄弟做一次試飛表演。
1908年9月10日，這天，天氣異常晴朗，飛機飛行的場地上圍滿了觀看的人們。人家興致勃勃，等待著萊特兄弟的飛行。
10點左右，弟弟奧維爾駕駛著他們的飛機，在一片歡呼聲中，自由自在地飛向天空，兩支長長的機翼從空中劃過，恰似一隻展翅飛翔的雄鷹。