最早的战斗机
早在1903年，莱特兄弟就发明了飞机，不过发明后很长一段时间都没有用于具体的空战，而是只用它来执行侦察任务。1915年，法国将莫拉纳-索尔尼埃L型飞机，装上一挺机枪和一种叫做偏转片的装置，使它真正具有了空战能力，此时世界上第一架真正意义上的战斗机正式宣告诞生。
初露锋芒
在第一次世界大战中，军用飞机首次出现在战场上，主要负责侦察、运输、校正火炮等辅助任务。在战斗中，敌对双方的飞行员用五花八门的各种武器手忙脚乱地互相攻击，比如石头,这就是“战斗空战”的起源。1915年4月1日，罗兰·加洛斯驾驶装备了“偏转片系统”的莫拉纳.索尔尼爱L型飞机击落了一架德国侦察机。取得了战斗机空战的第一次胜利。随后，德国的“福克E3”式由于装备了性能更好的“机枪同步射击”装置，以其优异的飞行性能和跟猛烈的火力，成为第一次世界大战中性能最好，击落飞机数量最多的战斗机。被协约国方称为“福克式的灾难”。这个阶段的战斗机还处在萌芽期，结构多以木材加上布料蒙皮构成，机翼从单翼到三翼都很常见，主要的武器多半改自陆军使用的轻机枪。英国曾经使用火箭对付盘踞在英国城市上空的德国飞船。在对付地面目标上，早期的炸弹是由手榴弹或者是小型炮弹稍加改良而来，投掷准确度不高，破坏力也低。
在这个时期影响未来空战颇大的一项发行就是机枪的同步射击装置。这个由荷兰所发明的装置让机枪的子弹能够自转动的螺旋桨的间隙当中射出，飞行员完全不用担心子弹会与螺旋桨撞击的危险，而机枪的设置位置能够接近飞行员的瞄准线，从而提高准确度与火力。
两次大战间的发展
虽然在第一次世界大战结束之后，各国积极裁减军备，同时减缓国防工业的投资。在这一段时间当中，民用航空的需求带动许多技术与理论的发展与成熟，奠定30年代后期军用航空发展的快速演进。
民用航空需求有两大主轴，一个是对速度方面的追求，也就是各种竞速机的比赛与奖励。另外一个是客运与货运市场的逐渐长长。在这两个主轴上虽然需求方向不同，却对同一种发展趋势有共同推演的效果，那就是对流线型设计的要求。流线型的设计在于减低阻力，当飞机的阻力减低之后，对竞速机来说，那就是速度可以增加，对运输机来说，那就是提升航程或者是运输量，换句话说就是增加营运的经济效益。
流线型飞机设计包含的项目非常的广，从机身外壳的平滑，减少机身外部突出的部分与张线，外型由方正改为圆滑曲线，不得不突出的部分则以曲线圆滑的外壳遮蔽以减少阻力，采用收放式起落架等等。
除了在流线型设计上下功夫之外，动力系统的开发和使用材料的研究都影响到往后飞机设计的概念与可以使用的资源。在动力系统方面除了输出马力更大的发动机的开发之后，汽油辛皖值对于发动机的操作影响也逐渐被了解，同时，螺旋桨的极限性能以及替代的动力输出也陆续在各国进行研究。新一代的输出动力研究当中以喷射发动机和火箭发动机这两项影响后世最深。
到了30年代中期，各国最先进的战斗机设计多半具有这些特点：单翼，以金属为主的结构与外壳，后三点收放式起落架或者是有流线型外壳的固定式起落架，采用液冷式发动机的设计多于采用气冷，火力由采用步枪口径的轻机枪提升至重机枪或者是更大口径的机炮。
二次世界大战时期
第二次世界大战是继杜黑发表他最有名的空权论著作之后，空中武力印证空权对于战争与作战的重要性。其中战斗机的发展可以说是大幅度的否定空权论当中的描述。战斗机不仅仅只是作为防卫国土与抵挡敌人轰炸机的力量，在摧毁敌人的空中武力与使用空中武力的能力上扮演非常重要的角色。战斗机不仅仅担任阻止轰炸机的任务，也推翻轰炸机可以通过一切防卫的理论。
在大战结束前，战斗机的发展已经到达一个顶峰，并且开启另外一个世代的来临。短短几年之间，战斗机使用的发动机出力从数百匹直在线升到超过两千匹马力，速度直在线升到接近音速的区域，航程超过2000英里，最高升限到达4万英尺。
进入喷射时代
第二次世界大战末期，喷气式发动机和雷达设备的出现预兆了下一阶段战斗机的发展方向。战后，苏联和西方国家从纳粹德国获得了该技术的研究成果，各自发展出第一代喷气式战斗机。在朝鲜战争中，喷气式战斗机第一次投入实战，标志着螺旋桨式战斗机的终结。该阶段的战斗机特征是飞更快，看得更远，打的更准。1947年10月14日，美国飞行员查克·叶格（Charles E. "Chuck" Yeager）尔驾驶贝尔X-1试验机超越音速，成为第一个“跑”得比声音快的人。电子技术的进步使机载雷达和武器的火控瞄准系统大大提高了战斗机的作战能力。在冷战的高峰期，失败就会灭国灭种的恐惧使华约和北约两大阵营都疯狂的发展战斗机。这个阶段各国列装的机型和数量也达到史无前例的顶峰。
冷战时期的变迁
冷战的后期，由于美国在越南战争中发现了战斗机的另一个发展方向－－机动性--仍然主宰了天空，而不是如导弹无用论者所认为的，将由导弹的性能决定空战的胜负，因此后来的战斗机不再要求过快的速度，而把机动性的提高作为战斗力的第一要素。各国纷纷跟风发展机动性优异的机型。垂直起降、随控布局、大推力涡轮风扇发动机和更优秀的机载电子系统以及装备性能更优异的空对空导弹成为该阶段战斗机的共同特征。到20世纪末21世纪初，列装的典型战斗机有美军的F-14、F-15、F-16、F/A-18、苏联/俄罗斯的SU-27、MIG-29等都是。
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