飞机在侦察飞行中顺便丢几颗手榴弹或迫击炮弹就成了“轰炸机”的开端。其实在飞机被应用于军事后不久，人们就开始用飞机轰炸地面目标了。
1911年11月，在意大利和土耳其争夺利比亚殖民利益的战争中，意大利派出了一架飞机向土耳其军队投掷了4枚榴弹。这驾飞机是一架改装的侦察机，使用的炸弹垂直悬挂在驾驶舱两侧。等到飞机接近目标时，飞行员要用手将炸弹取下向目标投去。虽然这架飞机的最后战果甚微，但这却是世界上首次空中轰炸。
1913年2月25日，俄国人伊格尔•西科尔斯基设计出了世界上首架专用轰炸机并且首飞成功。这架命名为“伊里亚•穆罗梅茨”的轰炸机装有8挺对地机枪，最多可载弹800公斤。随后，俄国用“伊里亚•穆罗梅茨”组建了世界第一支重型轰炸机部队。
第二次世界大战期间，装有4台发动机的重型轰炸机是轰炸机发展到新水平的标志。这种重型轰炸机载弹量可达8到9吨，航程为2600到7000公里。其中，以美国-29轰炸机最为著名，它就是投向日本广岛、长崎原子弹的载机。
后来轰炸机上装有的通信导航设备、轰炸瞄准装置和电子干扰设备，能保证飞机准确飞抵预定目标区域，完成轰炸任务。