世界上第一个驾驶飞机在军舰上起降的人是美国飞行员尤金·伊利（Eugene Ely）。1910年11月14日，尤金·伊利驾驶一架寇蒂斯双翼飞机从停泊在港口的伯明翰号巡洋舰（USS Birmingham CS-2）起飞，飞行了一段距离后安全降落在附近的一片海滩上。这是历史上人类第一次驾驶飞机从军舰上起飞。
在第一次世界大战前，水上飞机首先被用于海上侦察。各国海军都喜欢使用这种飞机，它能在水面上进行起飞和降落。但是水上飞机的装载和运输是一个大问题。1912年，英国海军把一艘老旧的巡洋舰改装成了世界上第一艘可容纳飞机的船只，称为“竞技神”号。后来，英国海军征用了3艘在英吉利海峡营运的渡轮，并把它们全部改装成可以装载水上飞机的军舰，这种船只后来被称为“水上飞机母舰”，它是航空母舰最早的雏形。
1917年6月，英国皇家海军暴怒号巡洋舰在建造过程中改变原有设计，将舰艏部分上层建筑全部移除，转而铺设69.5米长的甲板供飞机起飞，这使暴怒号成为第一艘可以起降固定翼飞机的船只。不过起飞后的飞机无法返回母舰，只能去陆地的机场着陆。后来又对暴怒号进行了改装，前部甲板用于飞机起飞，后部甲板用于飞机降落，飞机可以互不干扰地同时进行起降作业。尽管如此，”暴怒号”仍然不具有全通飞行甲板，飞机降落仍然十分困难。所以，此时的“暴怒号”还是一艘很不完善的航空母舰。
第一艘安装全通飞行甲板的航空母舰是由一艘建造中的客轮“卡吉林”号改建的英国百眼巨人号航空母舰。它的改造于1918年9月完成。飞行甲板长168米，甲板下是机库，有多部升降机可将飞机升至甲板上。1918年7月19日，七架飞机从百眼巨人号航空母舰上起飞，攻击德国停泊在同德恩的飞艇基地，这是第一次从母舰上起飞进行的攻击。
1917年7月，英国开始建造世界上第一艘“纯正血统”的航空母舰，并将其命名为“竞技神”号（又译作“赫尔墨斯”号），以纪念航母的鼻祖——世界上第一艘水上飞机母舰“竞技神”号。但是它却不是第一艘下水的从建造起就以航母为目标的舰艇。
日本于1919年开始设计，1920年开始建造本国第一艘纯种航空母舰——“凤翔”号。在此之前英国的“竞技神”号航母于1918年1月开始动工，但由于第一次世界大战的结束，其工期进度明显放慢，直到1923年7月才最终建成。此时日本海军的“凤翔”号由于工期进展迅速，因而抢在1922年年底建成并开始正式服役。日本海军抢在英国海军之前建成了世界上第一艘纯种航母。