在飞机用于军事后不久，人们就开始了用飞机轰炸地面目标的试验。1911年10月，意大利和土耳其为争夺北非利比亚的殖民利益而爆发战争。11月1日，意大利的加福蒂中尉驾一架“朗派乐—道比”单翼机向土耳其军队投掷了4枚重约2千克的榴弹，虽然战果甚微，但这是世界上第一次空中轰炸。
这次轰炸任务都是由经过改装的侦察机来进行的。炸弹或炮弹垂直悬挂在驾驶舱两侧，待接近目标时，飞行员用手将炸弹取下向目标投去，其命中率可想而知。1913年2月25日，俄国人伊格尔·西科尔斯基设计的世界上第一架专用轰炸机首飞成功。这架命名为“伊里亚·穆罗梅茨”的轰炸机装有8挺机枪，最多可载弹800千克，机身内有炸弹舱，并采用电动投弹器、轰炸瞄准器、驾驶和领航仪表。1914年12月，俄国用“伊里亚·穆罗梅茨”组建了世界第一支重型轰炸机部队，并于1915年2月15日首次空袭波兰境内德军目标。第一次世界大战，轰炸机得到了迅速发展和广泛使用。当时轰炸机的时速不到200千米，载弹量1吨左右，多为双翼机。
第二次世界大战，轰炸机又有了新的发展。装有4台发动机的重型轰炸机是轰炸机发展到新水平的标志，载弹量可达8～9吨，航程为2600~7000千米，其中尤以美国的B-29最为超群显赫，它不仅是投向广岛、长崎两颗原子弹的载机，投下大批燃烧弹，造成著名的东京大火，十几万日本平民伤亡也是B-29的“赫赫战果”。