1945～1953 年，是喷气式飞机的婴儿期 。经过几年的摸索，喷气式飞机的设计与制造渐趋成熟，后期出现的飞机已经开始摆脱残留的螺旋桨式飞机的痕迹。某种程度上说，朝鲜空战是一块试金石，早期大多数关于喷气式飞机的概念、设计，都在这里得到了检验和修正。尽管朝鲜空战的某些结论并非正确，但确实对后来的飞机设计产生了重大影响。
另一方面，X-1 突破音障，加速了超音速时代的到来。面对超音速这个陌生的领域，加上冷战的压力，人类的创造力和想象力被极大地调动起来——接下来这个年代，将是又一个异彩纷呈的大发展时代。
X-1 宣告了超音速时代的到来
早期喷气飞机的技术发展
突破音障
随着喷气发动机的应用日益广泛，飞机速度迅速提高。但二战末期发现的“音障”却始终阻碍着人类飞行器速度的提高，并造成更加惨重的损失——1946 年德·哈维兰研制的 DH 108“燕子”战斗机试飞，由其次子小德·哈维兰担任试飞员。这种布局新颖的战斗机的任务之一就是要冲击音障。但结局是悲剧性的：DH 108 接近音速时在空中粉碎性解体，小德·哈维兰尸骨无存。类似的事故一再发生——直到 1947 年 10 月 4 日，贝尔 X-1 研究机在 C·E·耶格尔操纵下在 12,800 米高度的速度达到了每小时 1,078 公里，即当地音速的 1.015 倍！这是人类飞机首次突破音速。
悲剧性的 DH 108“燕子”
和当时的喷气式飞机相比，X-1 最大的不同是采用了薄翼型平直翼，以及可变安装角平尾。由德国人奠定基础的薄翼型后来最终在第一代超音速战斗机上得到了成功应用。而可变安装角平尾则发展成后来的全动式平尾。正是在这架 X-1 研究机上，研究人员终于揭开了以前战斗机高速俯冲失控之谜——传统的大厚度平直翼由于激波分离导致机翼升力急剧下降，同时平尾处下洗气流的减弱使得平尾升力增大，二者共同作用导致飞机迅速下俯。而平尾铰链线附近的激波则使得传统平尾操纵几乎完全失效——X-1 正是依靠改变平尾安装角恢复了操纵，由此解决了飞机高速飞行时的纵向操纵问题。
X-1 的可变安装角平尾是全动平尾的雏形
压气机类型和加力燃烧室
在这一时期，喷气发动机的发展特点是，离心式压气机和轴流式压气机并存并行。离心式压气机发展始于英国，其优点是可靠性好，加工简单，抗失速特性较好，但压力损失大，增压比提高困难（必须增大压气机直径），耗油率较高。轴流式发动机却恰好相反。在喷气式发动机出现初期，由于性能较低，采用离心式压气机的发动机的缺点并未严重影响性能，却因可靠性好而足以与轴流式发动机一争长短。但随着飞机速度提高，减小机身横截面积迫切要求使得轴流式发动机机更具优势。加上耗油率低、增推潜力大，使得轴流式发动机最终成为喷气式发动机的主流。
离心式压气机结构
轴流式压气机结构
与此同时，在 40 年代末就开始探讨的发动机加力燃烧室，开始进入实用化。采用加力燃烧室后，发动机性能明显提高，尽管此时耗油率明显增大，但加力增推方案仍逐渐为设计人员接受。除了加力增推外，喷水增推技术也一度得到应用。但由于重量、体积、维护等方面的一系列问题，使得这种技术并未得到推广。上文提及的 F-86 的 J47 发动机，就采用了喷水/甲醇增推技术。
J47 发动机原理图，当时没有环形燃烧室技术，采用了独立的燃烧室
自动化火控系统出现
电子技术的进步，使得自动化火控系统的出现成为可能，这将大大提高普通飞行员的作战能力。休斯公司的 E-1 火控系统首次将 APG-32/33 雷达与计算机交联，可以进行武器发射提示、并可以实施盲目条件下的攻击。1950 年，该系统装备 F-94 截击机。后来 E-1 系统进一步改进，一直发展到 E-5。E-5 系统成功地实现了雷达与自动驾驶仪交联，可以实施半自动空战攻击。苏联方面也推出了装备雷达火控系统的截击机，如雅克-25A 等。由于这一时期的雷达火控系统相当笨重，严重影响飞机的机动性能。因此这时的战斗机仍然继承了二战后期夜间战斗机与昼间战斗机的分野——夜间战斗机装备完善的航电设备，具有全天候作战能力，后来发展成专用截击机；昼间战斗机机动性能优越，但缺乏不良天候下的作战能力，主要用于晴好天气下的制空作战。随着航空技术的进步，这两类战斗机的差别日渐缩小，到第三代超音速战斗机终于再次合而为一。
维护中的 F-94C，复杂的火箭发射器和雷达
——越战
更快、更高、更强——50～60 年代的军机发展
1953 年 5 月 25 日，北美 F-100 战斗机首次试飞，拉开了这个时代的序幕。
核战争理论的确立，加上朝鲜空战的经验教训，使得战斗机的高空高速能力受到高度重视。从第一代超音速战斗机到第二代，“高空高速”成了这一时期战斗机的代名词。另一方面，由于强调核武器投射能力和防空截击能力，战斗机重型化趋势日益明显。两方面因素加起来，使得战斗机传统机动性能受到严重影响。
F-100 是第一种实用化的超音速战斗机，但存在许多缺陷，事故率相当高
从这一时期开始，美国军用航空业领先群雄的趋势日益明显。其最突出的表现莫过于著名的“百系列战斗机”，体现了当时航空科技的最高水平和设计思想。而在冲击高超音速的竞赛中，尽管美国 XF-103、XF-108 计划接连受挫，但这一梦想最终在洛克希德“臭鼬工程队”得以实现——即绝密的 A-11 计划。这种
M3 一级的高速飞机后来发展出截击型 YF-12（后下马）和战略侦察型 SR-71。此后三十年间，SR-71 成为唯一一种达到M3.2 速度的喷气动力飞机。
SR-71 的成就至今无人能及
作为两极世界的另一极，苏联也没闲着。但由于国力和科技水平的差距，苏联方面选择了“跟踪”策略，在发展军机方面慢美国半拍，研制出来的飞机具有更强的针对性，在某些方面具有更好的性能——这一趋势在 70 年代后更趋明显，并持续到苏联解体。
这一时期，战斗机研制新秀米高扬设计局和苏霍伊设计局脱颖而出，其中米高扬设计局重点研制前线战斗机，苏霍伊则以研制战斗轰炸机和截击机著称。米格飞机因出口多，“上镜率”高，使得“米格”几乎成为苏联战斗机的代名词。其中米格-25 是继 SR-71 之后唯一一种可以达到 M3 的实用飞机，并创下多个世界飞行纪录。苏霍伊的苏-15 则因两次击落民航机的“战绩”而“名垂青史”。而二战时期成绩斐然的雅可福列夫设计局则转而研究垂直起降技术。1967 年该局研制的“自由画”验证机首次公开。之后，在早期技术探索的基础上，该局研制出雅克-38 垂直起降舰载战斗机——不过该机试飞已经是 70 年代的事了。此后该机一直是“基辅”级航母的主力舰载机，但因性能有限，只能用于攻击和侦察，无法与同一时代的美军舰载战斗机抗衡。
米格-25 全加力起飞
法国从改进“暴风”入手，先后发展出“神秘”、“超神秘”战斗机，这是法国的第一代超音速战斗机，在其航空史上占有重要地位。接着，历史上最著名的无尾三角翼飞机之一——幻影 III 出场了。幻影 III 之后，达索又研制出正常布局的幻影 F.1，但性能平平，在和 F-16 的竞争中惨遭失败，受欢迎程度远不及幻影 III。
幻影 III 是这一时期喷气式战斗机的佼佼者，其经典的气动布局被幻影 2000 所继承
英国在这段时期内则发展迟缓。尽管研制出性能不错的“弯刀”战斗攻击机、“海雌狐”舰载战斗机、“闪电”截击机等型号，但政府的大肆削减预算使得航空工业元气大伤。加上自身技术瓶颈的限制，超音速的 P.1154 垂直起降战斗机始终未能诞生，60 年代后，昔日的航空大国沦落到无机可继、要向美国定购 F-4 的地步。战斗机方面唯一值得英国人骄傲的是，他们研制出了实用的垂直起降战斗机“鹞”。回想二战期间大英帝国的“喷火”、“兰开斯特”等诸多型号驰骋蓝天，与列强争雄的场景，令人不由得感叹：约翰牛，老矣！
闪电——英国电气的“米格”
瑞典萨伯飞机公司则以其独特的设计思想，先后推出 Saab-35 全天候截击机和 Saab-37 多用途战斗机。其中 Saab-35 采用无尾双三角翼布局，早期型号最大速度仅 M1.6，属于第一代超音速战斗机，后期型号则大幅提升到 M2，成为少有的性能跨越两代的战斗机。Saab-37 则是第一种采用近距耦合鸭式布局的实用战斗机，也是首先将“一机多型”概念引入实践的飞机。该机生产数量不大，但在航空史上有一定的地位。
Saab-37 是非常有创意的一种战斗机
由于核威慑理论的迅速发展，战略轰炸机部队成为空军发展的重中之重。老式的活塞发动机被全部淘汰，由更先进的涡喷/涡桨发动机取代。早期战略轰炸机的发展方向是载弹量更大、升限更高、航程更远。为了提高性能，德国人研究的后掠翼技术终于在大型飞机上得到应用。美国人首先推出了采用 35 度后掠翼的 B-47。该机在美国军机史上有一定地位，正是在该机基础上，发展出了著名的 B-52——这种“祖父级”轰炸机至今仍然在役，并仍将继续服役一段时间，堪称最长寿的轰炸机。苏联方面则针对性地推出了图-95 和米亚-4，米亚-4 采用涡喷发动机，由于性能不佳很快退役。图-95 则采用涡桨发动机驱动的同轴反转螺旋桨，和它的对手 B-52 相仿，同样成为此后数十年苏联/俄罗斯空军战略轰炸机部队主力，并发展出多种不同用途的改型。中型轰炸机方面，英国人在 50 年代推出了“3V”系列轰炸机——即“勇士”、“火神”和“胜利者”。其中“火神”参加了 1982 年英阿马岛之战，但表现平平。苏联方面比较有名的是图-16，该机也有多种改型，并发展出民用运输型图-104。法国只研制出 SO.4050“秃鹰”轰炸机，这实际上是一种双发双座轻型轰炸机，性能一般，但因在 1967 年“六日战争”中被以色列空军用以成功突击埃及最南端的卢克苏尔和巴斯纳空军基地而成名。
B-52 的退役仍遥遥无期
随着时间推移，空地一体防御体系性能日益完善配套，轰炸机再也不能象以往那样大摇大摆长驱直入了。在这种情况下，超音速轰炸机应运而生。美国研制出无尾三角翼布局的 B-58，这是一种 M2 一级的中程战略轰炸机。但因使用、维护方面的诸多问题而很快退役。M3 一级的重型战略轰炸机
XB-70 则胎死腹中。苏联方面推出图-22 作为回应，这是一种常规布局飞机，和 B-58 相比，该机要幸运得多，一直服役到苏联解体以后，并有少量出口。法国也来凑热闹，发展出幻影 IV 超音速中程轰炸机。
