1945～1953 年，是噴氣式飛機的嬰兒期 。經過幾年的摸索，噴氣式飛機的設計與製造漸趨成熟，後期出現的飛機已經開始擺脫殘留的螺旋槳式飛機的痕跡。某種程度上說，朝鮮空戰是一塊試金石，早期大多數關於噴氣式飛機的概念、設計，都在這裡得到了檢驗和修正。儘管朝鮮空戰的某些結論並非正確，但確實對後來的飛機設計產生了重大影響。
另一方面，X-1 突破音障，加速了超音速時代的到來。面對超音速這個陌生的領域，加上冷戰的壓力，人類的創造力和想象力被極大地調動起來——接下來這個年代，將是又一個異彩紛呈的大發展時代。
X-1 宣告了超音速時代的到來
早期噴氣飛機的技術發展
突破音障
隨著噴氣發動機的應用日益廣泛，飛機速度迅速提高。但二戰末期發現的“音障”卻始終阻礙著人類飛行器速度的提高，並造成更加慘重的損失——1946 年德·哈維蘭研製的 DH 108“燕子”戰鬥機試飛，由其次子小德·哈維蘭擔任試飛員。這種佈局新穎的戰鬥機的任務之一就是要衝擊音障。但結局是悲劇性的：DH 108 接近音速時在空中粉碎性解體，小德·哈維蘭屍骨無存。類似的事故一再發生——直到 1947 年 10 月 4 日，貝爾 X-1 研究機在 C·E·耶格爾操縱下在 12,800 米高度的速度達到了每小時 1,078 公里，即當地音速的 1.015 倍！這是人類飛機首次突破音速。
悲劇性的 DH 108“燕子”
和當時的噴氣式飛機相比，X-1 最大的不同是採用了薄翼型平直翼，以及可變安裝角平尾。由德國人奠定基礎的薄翼型後來最終在第一代超音速戰鬥機上得到了成功應用。而可變安裝角平尾則發展成後來的全動式平尾。正是在這架 X-1 研究機上，研究人員終於揭開了以前戰鬥機高速俯衝失控之謎——傳統的大厚度平直翼由於激波分離導致機翼升力急劇下降，同時平尾處下洗氣流的減弱使得平尾升力增大，二者共同作用導致飛機迅速下俯。而平尾鉸鏈線附近的激波則使得傳統平尾操縱幾乎完全失效——X-1 正是依靠改變平尾安裝角恢復了操縱，由此解決了飛機高速飛行時的縱向操縱問題。
X-1 的可變安裝角平尾是全動平尾的雛形
壓氣機類型和加力燃燒室
在這一時期，噴氣發動機的發展特點是，離心式壓氣機和軸流式壓氣機並存並行。離心式壓氣機發展始於英國，其優點是可靠性好，加工簡單，抗失速特性較好，但壓力損失大，增壓比提高困難（必須增大壓氣機直徑），耗油率較高。軸流式發動機卻恰好相反。在噴氣式發動機出現初期，由於性能較低，採用離心式壓氣機的發動機的缺點並未嚴重影響性能，卻因可靠性好而足以與軸流式發動機一爭長短。但隨著飛機速度提高，減小機身橫截面積迫切要求使得軸流式發動機機更具優勢。加上耗油率低、增推潛力大，使得軸流式發動機最終成為噴氣式發動機的主流。
離心式壓氣機結構
軸流式壓氣機結構
與此同時，在 40 年代末就開始探討的發動機加力燃燒室，開始進入實用化。採用加力燃燒室後，發動機性能明顯提高，儘管此時耗油率明顯增大，但加力增推方案仍逐漸為設計人員接受。除了加力增推外，噴水增推技術也一度得到應用。但由於重量、體積、維護等方面的一系列問題，使得這種技術並未得到推廣。上文提及的 F-86 的 J47 發動機，就採用了噴水/甲醇增推技術。
J47 發動機原理圖，當時沒有環形燃燒室技術，採用了獨立的燃燒室
自動化火控系統出現
電子技術的進步，使得自動化火控系統的出現成為可能，這將大大提高普通飛行員的作戰能力。休斯公司的 E-1 火控系統首次將 APG-32/33 雷達與計算機交聯，可以進行武器發射提示、並可以實施盲目條件下的攻擊。1950 年，該系統裝備 F-94 截擊機。後來 E-1 系統進一步改進，一直髮展到 E-5。E-5 系統成功地實現了雷達與自動駕駛儀交聯，可以實施半自動空戰攻擊。蘇聯方面也推出了裝備雷達火控系統的截擊機，如雅克-25A 等。由於這一時期的雷達火控系統相當笨重，嚴重影響飛機的機動性能。因此這時的戰鬥機仍然繼承了二戰後期夜間戰鬥機與晝間戰鬥機的分野——夜間戰鬥機裝備完善的航電設備，具有全天候作戰能力，後來發展成專用截擊機；晝間戰鬥機機動性能優越，但缺乏不良天候下的作戰能力，主要用於晴好天氣下的制空作戰。隨著航空技術的進步，這兩類戰鬥機的差別日漸縮小，到第三代超音速戰鬥機終於再次合而為一。
維護中的 F-94C，複雜的火箭發射器和雷達
——越戰
更快、更高、更強——50～60 年代的軍機發展
1953 年 5 月 25 日，北美 F-100 戰鬥機首次試飛，拉開了這個時代的序幕。
核戰爭理論的確立，加上朝鮮空戰的經驗教訓，使得戰鬥機的高空高速能力受到高度重視。從第一代超音速戰鬥機到第二代，“高空高速”成了這一時期戰鬥機的代名詞。另一方面，由於強調核武器投射能力和防空截擊能力，戰鬥機重型化趨勢日益明顯。兩方面因素加起來，使得戰鬥機傳統機動性能受到嚴重影響。
F-100 是第一種實用化的超音速戰鬥機，但存在許多缺陷，事故率相當高
從這一時期開始，美國軍用航空業領先群雄的趨勢日益明顯。其最突出的表現莫過於著名的“百系列戰鬥機”，體現了當時航空科技的最高水平和設計思想。而在衝擊高超音速的競賽中，儘管美國 XF-103、XF-108 計劃接連受挫，但這一夢想最終在洛克希德“臭鼬工程隊”得以實現——即絕密的 A-11 計劃。這種
M3 一級的高速飛機後來發展出截擊型 YF-12（後下馬）和戰略偵察型 SR-71。此後三十年間，SR-71 成為唯一一種達到M3.2 速度的噴氣動力飛機。
SR-71 的成就至今無人能及
作為兩極世界的另一極，蘇聯也沒閒著。但由於國力和科技水平的差距，蘇聯方面選擇了“跟蹤”策略，在發展軍機方面慢美國半拍，研製出來的飛機具有更強的針對性，在某些方面具有更好的性能——這一趨勢在 70 年代後更趨明顯，並持續到蘇聯解體。
這一時期，戰鬥機研製新秀米高揚設計局和蘇霍伊設計局脫穎而出，其中米高揚設計局重點研製前線戰鬥機，蘇霍伊則以研製戰鬥轟炸機和截擊機著稱。米格飛機因出口多，“上鏡率”高，使得“米格”幾乎成為蘇聯戰鬥機的代名詞。其中米格-25 是繼 SR-71 之後唯一一種可以達到 M3 的實用飛機，並創下多個世界飛行紀錄。蘇霍伊的蘇-15 則因兩次擊落民航機的“戰績”而“名垂青史”。而二戰時期成績斐然的雅可福列夫設計局則轉而研究垂直起降技術。1967 年該局研製的“自由畫”驗證機首次公開。之後，在早期技術探索的基礎上，該局研製出雅克-38 垂直起降艦載戰鬥機——不過該機試飛已經是 70 年代的事了。此後該機一直是“基輔”級航母的主力艦載機，但因性能有限，只能用於攻擊和偵察，無法與同一時代的美軍艦載戰鬥機抗衡。
米格-25 全加力起飛
法國從改進“暴風”入手，先後發展出“神秘”、“超神秘”戰鬥機，這是法國的第一代超音速戰鬥機，在其航空史上佔有重要地位。接著，歷史上最著名的無尾三角翼飛機之一——幻影 III 出場了。幻影 III 之後，達索又研製出正常佈局的幻影 F.1，但性能平平，在和 F-16 的競爭中慘遭失敗，受歡迎程度遠不及幻影 III。
幻影 III 是這一時期噴氣式戰鬥機的佼佼者，其經典的氣動佈局被幻影 2000 所繼承
英國在這段時期內則發展遲緩。儘管研製出性能不錯的“彎刀”戰鬥攻擊機、“海雌狐”艦載戰鬥機、“閃電”截擊機等型號，但政府的大肆削減預算使得航空工業元氣大傷。加上自身技術瓶頸的限制，超音速的 P.1154 垂直起降戰鬥機始終未能誕生，60 年代後，昔日的航空大國淪落到無機可繼、要向美國定購 F-4 的地步。戰鬥機方面唯一值得英國人驕傲的是，他們研製出了實用的垂直起降戰鬥機“鷂”。回想二戰期間大英帝國的“噴火”、“蘭開斯特”等諸多型號馳騁藍天，與列強爭雄的場景，令人不由得感嘆：約翰牛，老矣！
閃電——英國電氣的“米格”
瑞典薩伯飛機公司則以其獨特的設計思想，先後推出 Saab-35 全天候截擊機和 Saab-37 多用途戰鬥機。其中 Saab-35 採用無尾雙三角翼佈局，早期型號最大速度僅 M1.6，屬於第一代超音速戰鬥機，後期型號則大幅提升到 M2，成為少有的性能跨越兩代的戰鬥機。Saab-37 則是第一種採用近距耦合鴨式佈局的實用戰鬥機，也是首先將“一機多型”概念引入實踐的飛機。該機生產數量不大，但在航空史上有一定的地位。
Saab-37 是非常有創意的一種戰鬥機
由於核威懾理論的迅速發展，戰略轟炸機部隊成為空軍發展的重中之重。老式的活塞發動機被全部淘汰，由更先進的渦噴/渦槳發動機取代。早期戰略轟炸機的發展方向是載彈量更大、升限更高、航程更遠。為了提高性能，德國人研究的後掠翼技術終於在大型飛機上得到應用。美國人首先推出了採用 35 度後掠翼的 B-47。該機在美國軍機史上有一定地位，正是在該機基礎上，發展出了著名的 B-52——這種“祖父級”轟炸機至今仍然在役，並仍將繼續服役一段時間，堪稱最長壽的轟炸機。蘇聯方面則針對性地推出了圖-95 和米亞-4，米亞-4 採用渦噴發動機，由於性能不佳很快退役。圖-95 則採用渦槳發動機驅動的同軸反轉螺旋槳，和它的對手 B-52 相仿，同樣成為此後數十年蘇聯/俄羅斯空軍戰略轟炸機部隊主力，並發展出多種不同用途的改型。中型轟炸機方面，英國人在 50 年代推出了“3V”系列轟炸機——即“勇士”、“火神”和“勝利者”。其中“火神”參加了 1982 年英阿馬島之戰，但表現平平。蘇聯方面比較有名的是圖-16，該機也有多種改型，並發展出民用運輸型圖-104。法國只研製出 SO.4050“禿鷹”轟炸機，這實際上是一種雙發雙座輕型轟炸機，性能一般，但因在 1967 年“六日戰爭”中被以色列空軍用以成功突擊埃及最南端的盧克蘇爾和巴斯納空軍基地而成名。
B-52 的退役仍遙遙無期
隨著時間推移，空地一體防禦體系性能日益完善配套，轟炸機再也不能象以往那樣大搖大擺長驅直入了。在這種情況下，超音速轟炸機應運而生。美國研製出無尾三角翼佈局的 B-58，這是一種 M2 一級的中程戰略轟炸機。但因使用、維護方面的諸多問題而很快退役。M3 一級的重型戰略轟炸機
XB-70 則胎死腹中。蘇聯方面推出圖-22 作為回應，這是一種常規佈局飛機，和 B-58 相比，該機要幸運得多，一直服役到蘇聯解體以後，並有少量出口。法國也來湊熱鬧，發展出幻影 IV 超音速中程轟炸機。
