先学会控制滑翔机
威尔伯与奥维尔·莱特从滑翔试验入手研究飞行。他们在北卡罗来纳州利用海风与沙丘开展测试，用风洞重新测量机翼形状的升力和阻力，并改进机翼扭转与方向舵的配合。
1902年的滑翔机让他们积累控制俯仰、横滚和方向的经验。随后，兄弟俩为动力飞机设计发动机与螺旋桨，使推力装置和能够操纵的机体一起工作。
12秒与120英尺
1903年12月17日上午，奥维尔伏在“飞行者”号上，威尔伯在旁协助飞机沿起飞轨道移动。飞机离开轨道，靠自身动力在空中持续飞行。第一次飞行约12秒，距离120英尺，约37米。
约翰·丹尼尔斯按下了莱特兄弟准备好的相机快门。照片留下飞机刚离地时的场景：奥维尔在机上，威尔伯沿着地面跟在旁边。
同一天完成四次飞行
两兄弟轮流驾驶，当天共飞行四次。最后一次由威尔伯操纵，持续59秒，距离852英尺，约260米。随着他们熟悉控制，飞机的上下起伏逐渐减小，航程也有所增加。
落地后，一阵强风把飞机掀翻，机体严重损坏。奥维尔在日记中记下了四次飞行的数据和事故经过，并向家人发出电报。
继续把飞机变得实用
莱特兄弟随后在代顿附近继续飞行，改进发动机、螺旋桨与操纵系统，逐步完成转弯和更长的航程。机翼产生升力，发动机提供推力，驾驶者通过控制机构保持姿态与改变方向，这几项工作必须同时稳定。
1903年的四次飞行把这些部件放进了载人的实际航程。日记与照片保存了具体的时长和距离，后续试飞则把短暂离地推进到可以操纵、返回并再次使用的飞机。