然而，19世纪下半叶，欧洲军队使用系留气球引起了日本士兵的兴趣，他们于1874年在军校进行了首次上升实验。1877年，随着法国气球的购买，气球的制造开始腾飞。一位名叫山田猪三郎(Yamada Isaburo)的实业家是一家救生衣工厂的老板，他从1900年起专门生产气球，并将其出售给日本陆军，日本陆军在旅顺港围攻期间成功地对其进行了操作测试，以校射炮击敌方阵地的火力，最终使得日军于1907年建立了一支永久性的系留气球部队。
两年后，即1909年4月28日，美国气球驾驶员查尔斯.汉密尔顿(Charles Hamilton)乘坐他自己设计的氢气飞艇从川崎机场起飞。在小型发动机驱动的螺旋桨的推动下，它可以完成数百米的适度受控航线飞行，但高度不超过十米。虽然第一次飞行受到限制，但它引起了日本科学家和军官的极大兴趣，两个月后，日本人成立了临时军用气球研究会，在其管理委员会中汇集了陆军、海军、东京大学和国家气象研究所的人材。
山田猪三郎(1864-1913)，日本热气球运动的先驱。 作为一名救生衣工业制造商，他对19世纪末系留气球的制造充满热情，且从法国的气球中汲取灵感。1904年旅顺港围攻期间，他本人参与了自己产品的升空。他还制造了日本的第一艘飞艇，并于1910年9月完成首飞。
该委员会实际上对任何类型的飞行器都感兴趣，并资助开山田猪三郎制造飞艇，这可能是受到汉密尔顿装置的启发。山田式1号是日本第一款在方向舵上显示其国籍标识"日之丸"的飞行器。它由一台14马力的小型发动机驱动，于1910年9月从大阪的一座机场完成了首飞。然而，这款飞艇并没有取得巨大成功，因为它必须补充氢气才能完成返程，所以山田猪三郎又开始设计新的飞艇，或直接根据军事航空站研究公司制定的样式来制造。
首次升空
与飞艇的发展同时，第一批滑翔机和动力飞机也起飞了。1891年4月29日，一位名叫二宫忠八(二宮忠八/Ninomiya Chuhachi)的发明家成功地让一架大型无人驾驶飞机模型飞离地面，该模型由橡皮筋螺旋桨提供动力……受到这一成功的鼓舞，他承诺建造一种可以容纳飞行员的装置，并请求军队提供财政支持……但他从来都没有获得过。
当他得知莱特兄弟在美国取得的成功时，他放弃了自己的航空研究，然而，他收到了一封来自陆军的道歉信(这并没有给他多少安慰)。 第一次滑翔机飞行于1909年12月5日展开，由法国武官伊夫.勒普里厄(Yves Le Prieur)上校(后来因发明摧毁系留气球的火箭弹而闻名)和日本海军军官相原四郎(Aibara Shirô)大尉参与其中。这架滑翔机由一群爱好者拉动的绳子绑住，最多可以拉到15米长，能够搭载一名乘员，这使得相原四郎成为了日本首位使用固定机翼在空中移动的人。五天后，勒普里厄亲自驾驶滑翔机飞行了100米，这次是由汽车牵引。
日本起飞的第一架"比空气重"的滑翔机是由法国工程师伊夫.勒普里厄和相原四郎中尉联合建造的。1909年12月5日，他在热情的人群面前进行了首次"短距离跳跃"，五天后，在一辆汽车的牵引下，法国人驾驶它实现了真正的飞行。
同一时期，一些日本人制造出了自己发明的飞机。上田正太郎(Ueda Shotaro)是一位为米商工作的22岁的谦虚雇员，他于1909年底研发了一架由25马力安扎尼发动机驱动的小型双翼机，但没有证据证明他曾驾驶过这架飞机。1910年，一家和服店的经理梅田雄三(Umeda Yuzo)也生产了一架配备相同发动机的小型双翼机，但在海滩上测试时却无法升空。尽管于1910年10月末进行了多次尝试，可是奈良原三次(Narahara Sanji)男爵的单翼机也遭遇了同样的结果，此机也由一台25马力的安扎尼(Anzani)发动机提供动力。
在这些先驱者的考验中，日本陆军忠于明治时代的精神，于1910年4月派出两名军官出国寻找飞行的秘密。日野熊藏(日野熊蔵/Hino Kumazo)大尉前往德国，从那里带回了一架小型单翼机，而德川好敏(徳川好敏/Tokugawa Yoshitoshi，德川家康第17世孙)大尉则被派往航空前沿国家法国。1910年8月29日，他参观了机场，并作为乘客在穆尔默隆(Mourmelon)搭乘一架安托瓦内单翼机进行了首次飞行，完成训练后，他于1910年11月8日从法尔芒学校获得了第289号民用飞行员执照。返回日本时，他的行李中装了2架法尔芒双翼机。这两架飞机均在东京附近的代代木阅兵场(现涉谷区代代木公园)组装和测试。1910年12月19日，德川驾驶他的法尔芒升空，成为日本第一位飞上天空的飞行员，但他的螺旋桨坏了，随后换上了奈良原三次男爵本地生产的螺旋桨。日野熊藏紧接着升空，但并不怎么成功，因为他摔坏了自己的座机。
德川好敏大尉把这架法尔芒从法国带回了日本，并于1910年12月19日在日本进行了首次机动飞行。
日军的机队将随着其它飞机(布雷里奥、莱特)的采购而逐渐扩大，并在东京市中心西北20千米处的所泽(Tokorozawa)开设一座专用机场(现埼玉县所泽市航空发祥公园)，该机场位于临时军用气球研究会提供的土地上；因此，它成为了日本的第一座机场。极少数飞行员在那里接受训练，而德川大尉于1911年初创下了第一个全国续航时间和高度记录(2000米)，从而完善了驾驶法尔芒的技能。奈良原三次男爵获得了一台50马力的侏儒发动机，1911年5月5日，他终于能够驾驶自己制造的另一架飞机起飞，并自掏腰包购买了第一架日本设计的飞机。