Az Osztrák-Magyar Monarchia hadvezetése, hasonlóan a többi európai nagyhatalomhoz, gyorsan felismerte a motoros repülőgépekben rejlő katonai potenciált, így 1910 áprilisától semmi akadálya nem volt annak, hogy megkezdődjön a modern légierő kialakítása. Ehhez a szervezeti keret is adott volt, méghozzá a léghajókkal folytatott kísérletek számára Fischamendben felállított és a cs. és kir. Közlekedési Dandár (k.u.k. Verkehrstruppenbrigade) alárendeltségébe tartozó Léghajósosztály (Luftschifferabteilung) feladatkörének kiterjesztésével. Itt zajlottak le az első pilótatanfolyamok és itt kezdték meg 1911. január 1-jén a Repülőarzenál (Fliegerarsenal) szervezését, mely folyamatosan bővülve, egészen a Nagy háború végéig koordinálta az osztrák-magyar légierő anyagi és személyi ellátására, utánpótlására és fejlesztésére irányuló erőfeszítéseket. Itt kezdte meg szolgálatát az első magyar katonai pilóta, Petróczy István százados is (1917. július 12-től a Fliegerarsanal parancsnoka).
Miközben 1912. április 24-én Emil Uzelac alezredest kinevezték a repülőerők parancsnokává, a Monarchia azon igyekezett, hogy megteremtse saját, a haderő igényeit is kielégíteni képes repülőgépiparának alapjait. A világháború folyamán tíz repülőgép- és kilenc repülőgépmotor-gyár működött a birodalom területén. Ezek közül öt (Magyar Lloyd Repülőgép és Motorgyár Rt., Magyar Repülőgépgyár Rt., Magyar Általános Gépgyár Rt., Ganz-Fiat Magyar Repülőgépmotorgyár Rt., Magyar Automobilgyár Rt. Arad) működött a Magyar Királyság határain belül, jelentős mértékben hozzájárulva a frontokon harcoló repülőszázadok ellátásához. Az 1912-ben alapított albertfalvai Magyar Repülőgépgyár Rt. (MARE) több mint 300 munkásával 1915-re a Monarchia második legnagyobb üzemévé vált és az is maradt 1918 őszéig. A fenti gyárak a háborús évek alatt egyre súlyosabbá váló anyaghiány ellenére, tulajdonképpen 1918 június-júliusáig képesek voltak kielégíteni a légierő igényeit.
A világháború kitörésekor Ausztria-Magyarország papíron 13 repülőszázadot (Fliegerkompanie) tudott mozgósítani a szerb, majd az orosz frontokra. A hadseregcsoport-, hadtest- vagy ezredparancsnokságok alárendeltségébe beosztott századok tevékenységét, mely ekkor még fegyvertelen felderítőrepülésekből állt, egy legalább főhadnagyi rendfokozatban szolgáló tiszt irányította. A személyi állomány 10-11 fő tisztből (pilóták és megfigyelők), 6-7 fő altiszti pilótából, 1 fő műszaki és irodai tisztből, valamint 100-120 főnyi legénységből állt. A 6-8 repülőgép kiszolgálásához szükséges trén 3 teher- és 2 személyautóból, 2 darab kerékpárból, 12-14 darab négytengelyes és 16-18 darab kéttengelyes szállító országos járműből, valamint 92-94 darab lóból állt.
A háború előrehaladtával, a harci tapasztalatok figyelembe vétele mellett, 1915 második felétől megkezdődött a légierő nagyarányú fejlesztése, amit természetesen az újonnan megnyíló olasz (1915. május 23.), majd román frontok (1916. augusztus 27.) is nélkülözhetetlenné tettek. Ennek részeként 1916. január 1-jével megszüntették a Léghajósosztályt, melynek helyét a cs. és kir. Légjárócsapatok (k.u.k. Luftfahrtruppen) vette át. Az Emil Uzelac ezredes által irányított légierő 1916-ban havonta átlagosan két új repülőszázaddal bővült, míg 1917 során már havi négy új egység szervezését és felszerelését hajtották végre. Ennek megfelelően 1918 októberére, azaz a háború végére a Légjárócsapatok állományában közel 2000 fő tiszt, 1850 fő altiszt és legénységi állományú hajózó, valamint 38 000 fős földi kiszolgáló részleg szolgált (beleértve az 1916-ban a tüzérségtől átvett kötött megfigyelőballonos századok emberanyagát is).
Ahhoz, hogy a folyamatosan növekvő emberigényt ki tudják elégíteni, a kiképzés területén is komoly fejlesztésekre volt szükség. 1915. október 1-jén állították fel a bécsújhelyi Repülőtiszti iskolát (Fliegeroffizierschule), ahol a leendő megfigyelőtisztek képzése folyt. A pilóták kiképzéséről a repülőpótszázadok (Fliegerersatzkompanie) gondoskodtak háromfokozatú rendszerben, számuk 1918-ra már 22 volt.
A háború során természetesen a harci repülőgépek feladatai is folyamatosan változtak bővültek. Míg 1914-ben még fegyvertelen felderítőgépek hajtottak végre ellenség feletti bevetéseket (természetesen kézi lőfegyverekkel már ekkor is vívtak egymással "légi harcokat"), addig 1915-1916 folyamán már általánossá vált a fegyveres harci tevékenység. A megfigyelő kamerák mellett gyorsan megjelentek fedélzeti géppuskák, majd a speciális tevékenységekre tervezett-épített repülőgépek, azaz a kifejezetten bombázó és vadászfeladatokat ellátó típusok. Az Osztrák-Magyar Monarchia első, nagy kötelékben végrehajtott bombázására 1916. február 4-én került sor, a célpont egy milánói erőmű volt. Az első önálló vadászrepülő-századok 1917 tavaszán kerültek felállításra, míg 1918-ra már az összes, tulajdonképpen ma is alkalmazott katonai légi tevékenységnek (távol- és közelfelderítés, taktikai és stratégiai bombázás, csatarepülő, vadász) megvoltak a saját, kifejezetten adott feladatkörre megszervezett egységei és repülőgépei.
1918 szeptemberében-októberében a hadvezetés lépéseket tett az irányba, hogy a légierő a későbbiekben önálló fegyvernemként működjön tovább, ám mire ez valóban bekövetkezett volna, a háború befejeződött. Az Osztrák-Magyar Monarchia felbomlásával a császári és királyi Légjárócsapatok története is véget ért.
