1910年11月14日，在萊特兄弟完成首次飛行的7年之後，尤金·布爾頓·埃利駕駛著一架柯蒂斯雙翼飛機，成功在伯明翰號的甲板上起飛。這不僅是美國海軍第一次從軍艦上放飛飛機，也至此掀開了百年艦載航空史。
1911年1月18號，同樣是尤金·布爾頓·埃利，駕駛著一架飛機降落在賓夕法尼亞航空母艦上，完成了人類歷史上首次在駐泊軍艦上著陸飛機的任務。
1917年8月2日，英國皇家海軍飛行員埃德溫·H·鄧寧駕駛飛機降落在 “暴怒號”上，完成了人類歷史首次在移動軍艦上著陸飛機的任務。但不幸的是，5天后他就在一次後續嘗試時遇難，讓世人知道了航母起降的巨大風險。
第一架專門設計從航空母艦上起飛並能投下魚雷的艦載機是T.1杜鵑。這架飛機在1917年6月完成首飛，並在以後的戰爭中發揮了巨大作用。
1940年開始列裝的美製道格拉斯SBD無畏潛水轟炸機，毫無疑問是二戰太平洋戰區最為著名的艦載機。它能攜帶1枚超過1,000磅重的巨大炸彈，30萬噸級別的船隻瞬間就會被炸沉。據報道，該型戰機是二戰盟軍中擊沉敵艦最多的飛機，其中不僅有潛艇、護衛艦、戰列艦，還包括數艘航空母艦。
1942年4月18日，16架B-25米切爾中型轟炸機從大黃蜂號航母的甲板上依次起飛，展開轟炸日本東京的任務。這是二戰以來，美軍對日本本土島嶼進行的第一次大規模空中突襲。
1942年2月20日，美國海軍奧黑爾，因在日軍空襲中成功保衛了“列剋星敦”號航母，成為第一位獲得榮譽勳章的海軍飛行員。1943年11月26日他在組織首次航母夜間起降任務時不幸遇難。
1942年5月4日至8日的珊瑚海之戰，是人類歷史上第一次完全由艦載機主導的海戰，敵對雙方都沒有在交戰區域內見到對方艦艇。這場海戰更加凸顯了艦載機超遠距離的作戰範圍。
1963年10月30日，一架C-130“大力神”運輸機成功降落在“福雷斯塔”號航母上，成為有史以來在航母上起降的最重型飛機。
2014年11月，史上最貴的隱身艦載機F-35成功在航母上完成起降。4年後，一架F-35B從美國海軍兩棲攻擊艦的甲板上起飛，並執行了首次作戰任務。
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