二战也是轰炸机大发展的时代。美、英空军成功地将朱里奥•杜黑的《制空权》理论应用于实践，并取得了显著的战绩。为了实施战略轰炸行动，强大的重型轰炸机部队是必不可少的。美国国力雄厚，且有安定的后方，为研制先进的重型轰炸机准备了物质基础。英国在不列颠之战后也才有余力大力开发各种新型作战飞机。一大批日后人们耳熟能详的“空中重锤”及其最新改型相继问世，如英国的“兰开斯特”、“哈利法克斯”、美国的 B-17、B-24、B-29。其中 B-29 又以实施人类历史上第一次核轰炸而永载史册。这一时期的轰炸机，除了飞行速度提高，升限、航程、载弹量增加等性能方面的改善外，一个重要的改变是开始装备先进的航电设备，可以在夜间实施电子领航轰炸，以及实施在今天看来水平相当低劣的电子对抗。
德国和苏联也看到了战略轰炸的威力，但限于国力、战争形势以及技术基础，始终无法研制出自己的重型轰炸机。也因此，东线的空中战役基本上是属于战术层次，而少有战略攻击行动。斯大林曾多次要求美国将 B-24 列入援苏物资清单，但美国人坚决拒绝，只同意提供 B-25 中型轰炸机。此后才有了苏联扣留在其境内迫降的 B-29 事件，才有了 B-29 的异国兄弟——图-4。
对于战术支援飞机而言，二战期间最著名的当数 Ju 87 俯冲轰炸机和伊尔-2 强击机这对冤家对头。Ju 87 实际上是和 Bf 109 同期发展的，其设计特点是静稳定度较大，俯冲性能好，轰炸精度高。二战初期由于德国空军牢牢掌握了制空权，Ju 87 得以充分发挥其优势，给盟军部队造成极大的震撼和伤亡。但在不列颠之战中，Ju 87 机动性差的缺点暴露无遗，没有护航机就只能任人宰割。苏德战争前期，Ju 87 也有上佳表现。但到了 1943 年以后，随着制空权易手，Ju 87 被迅速淘汰。伊尔-2 则是以装甲厚、火力强著称。在 1941 年下半年内，苏军节节败退，遭到重创的苏联空军不得不在没有护航的情况下，动用所有可出动的飞机支援地面作战。在这种几乎是自杀性的出击中，伊尔-2 以其顽强的生命力经受住了考验。而在苏军夺取制空权之后，该机强大的火力更成为德军装甲部队的致命威胁。
初露峥嵘——一战期间的军机发展和技术进步
从沉寂到苏醒——军用飞机在“和平”假象下的艰难发展
血色顶峰——二战期间的军机大发展
蹒跚学步——1945 年到朝鲜战争期间早期喷气式飞机的发展
更快、更高、更强——50～60 年代的军机发展
飞向未来——60 年代末以来作战飞机的发展
二战期间，一种革命性的动力装置喷气式发动机开始登上航空舞台。第一架喷气动力试验机 He 178 试飞成功后，德国航空部迅速决定研制实用的喷气发动机。在此基础上，实用化的喷气式飞机也展开设计。梅塞斯米特的 Me 262 首先登场。这是世界上第一种实用的喷气式飞机。如果说 He 178 率先打开了喷气时代的大门，Me 262 则成为进入这扇大门的第一种飞机。因自身原因被拉下的英国人此刻也在紧紧追赶。1943年6月，世界上第二种实用的喷气式战斗机——格罗斯特“流星”试飞成功。不久，“流星”装备部队。但为防止该机被德国人俘获，“流星”一直没能参加一线空战，也就失去了和 Me 262 交手的机会。1944 年，第一种喷气式轰炸机（Me 262 改型不算）Ar 234 试飞成功。但该机尚未定型，德国就战败投降。
战后，利用从德国获得的先进航空技术，加上自身的研究，同盟国中几个航空大国都迅速研制出一大批喷气式飞机，这似乎标志着一个斩新的喷气时代已经到来。而此时距人类航空进入活塞式单翼机时代不过十几年时间！
对整个人类而言，二战是一场大灾难；但对于航空而言，二战却是无可或缺的一个重要发展阶段。短短 6 年间，航空技术、空军作战理论、空战战术等诸多方面获得了突飞猛进的发展。褒也好，贬也罢，这个血色顶峰都是不应该被遗忘的。
二战期间的技术发展
后掠翼和三角翼
早在 1935 年，德国人布斯曼就提出了后掠翼的概念，并认为该设计可以有效减小飞机的超音速阻力。二战期间，纳粹德国率先在飞机上采用了逐渐成熟的后掠翼技术。其中典型的就是 Me 163 火箭动力截击机——当然，该机采用后掠翼的初衷并非是减小阻力，而是为了提高飞机静稳定度和增大操纵力臂。当时研究人员尚未清楚地认识到后掠翼的真正意义所在，但这毕竟是现代后掠翼飞机的发轫。
也许少有人知道，三角翼也是德国人首先着手研究并试验的。这方面的先驱首推亚历山大•里普斯奇博士。他当时已经发现，三角翼较之后掠翼更适合高速飞行。为了进行相关研究，建造了 DM-1 无人驾驶研究机。该机后来成为美国著名的战略截击机 F-102/106 系列的鼻祖。
初露峥嵘——一战期间的军机发展和技术进步
从沉寂到苏醒——军用飞机在“和平”假象下的艰难发展
血色顶峰——二战期间的军机大发展
蹒跚学步——1945 年到朝鲜战争期间早期喷气式飞机的发展
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薄翼型的出现
除了对机翼平面形状的研究外，德国研究人员的另一个重大贡献就是薄翼型。当时无论是喷气式战斗机还是螺旋桨式战斗机，其机翼相对厚度多在 12～14％之间。而德国人发现，减小相对厚度，能够减小阻力，并延缓因激波引起的阻力增大。这项研究成果很快在 Ta 183 喷气式战斗机上得到应用。后来该机的技术被美苏瓜分，遗憾的是两国的航空工程师都只看到了后掠翼的优点，却忽略了薄翼型，使得薄翼型的真正实用又推迟了好几年。
空气压缩性问题