他的飛機模型和萊特兄弟的不同，是單翼機，而萊特兄弟的是雙翼機。蘭格利教授還有政府專門給予的經濟補助，所以他的研究進度很快。
但是不久，萊特兄弟聽到了蘭格利教授試飛失敗的消息，他的飛機剛一起飛，就立刻機頭朝下，栽到河裏去了。萊特兄弟更加加快了研究的步伐，他們依靠著自行車店的微薄收入和頑強的精神，終於一切準備就緒了。
1903年12月17日，天氣十分寒冷，許多人接到觀看他們試飛的請帖（tiě），都不相信這事是真的，加上路途遙遠，隻有5個人來到了漁村。其中有3個人還是為了防止出現意外，趕來救助的。他們看見一個比滑翔機大得多的飛機，停在沙地上，奧維爾正坐在飛機裏。
威爾伯發出了起飛的信號，奧維爾拉緊了升降舵，打開了發動機，螺旋槳猛烈地轉動起來，飛機向前一衝，然後便迎著風，緩緩地升起來了。
由於操縱不熟練，飛機不斷地上下起伏，卻仍然在向前飛著。
威爾伯拍著手大叫：“成功啦！人類終於能在天上飛行啦！”其他5名觀眾也都歡呼著，追著飛機往前跑。
他們又進行了幾次試飛，在空中停的時間也更長了，而且，漸漸的飛機也很平穩，不再那麼搖晃了。威爾伯最後試飛，飛了一分多鍾，然後他高興地從飛機上下來，說：“我們成功啦！我要把這個消息盡快告訴所有的人們，讓他們和我們一同分享成功的快樂。”
他趕到附近的一個電信局，發了好幾封電報，其中發給父親和妹妹的電報上寫著：“親愛的爸爸，我們終於成功了，連飛了四次，平均時速30英裏，我們即刻就回去。”
雖然他們在天空電僅僅飛行了一分鍾，但是這意味著人類終於能夠飛上天空。
城裏的人們越來越多地看見他們在天上駕著飛機飛翔。許多人都十分驚奇：“瞧，有人在天上飛呢。”
他們的影響越來越大，終於有一天，一個銀行家找上門來說：“萊特先生，我願意出錢資助您研製飛機。”
威爾伯說：“我很抱歉，我不會和個人合作的，我們的事業是為人類造福，假如政府不肯支持我們，我們將自己解決經費來製造飛機。”
奧維爾說：“我們不會用自己的成果為別人賺錢的。”
這時，歐洲各國都已認識到了飛行的重要性，紛紛成立了專門機構研究飛行，美國也在1907年發布了征購飛機的決定。
在這種情況下，威爾伯說：“奧維爾，你還是留在美國吧，大家越來越關注飛行，你最好留下來等待時機。我前往歐洲去推廣我們發明的飛機。”
1907年底，美國陸軍部開始征購飛機，標準是飛機必須能乘坐2人，而且能飛1個小時以上。這個條件對當時的飛機來說是十分苛（kē）刻的，萊特兄弟所創下的最高紀錄，在天上僅飛了30分鍾而已。
這樣奧維爾又不得不改進他的飛機，加大了發動機的馬力，花了好多時間，總算製造完成了。
1908年9月11日，到了政府指定試飛的日子。觀眾席上坐滿了政府的官員們。大家都在觀看著參賽的不同類型的飛機。總統羅斯福也親自到場了。
飛機開始飛行了。剛離開地麵時，搖搖晃晃，顯得十分吃力。不一會兒，就平穩下來。
奧維爾駕著飛機穿過了一片郊野，然後他操作飛機開始往回返航（hánɡ）。突然間，機身傾斜得很厲害，而且不停地搖晃著，飛機的螺旋（xuán）槳斷了。
“啊！出事了！”觀眾們驚呼起來。
隨著一聲巨響，飛機墜（zhuì）落在地麵上，人們驚叫著，趕往飛機墜落的地方。
醫護人員把飛機上的兩個人抬了出來，立即送到醫院去搶救。然而湯瑪司·賽夫裏還是死了，為了人類的航天事業，他獻出了寶貴的生命。後來美國的一個航空基地就是為了紀念他而命名的。
奧維爾折斷了大腿骨，保住了一條命。
1908年6月，威爾伯到達了巴黎。這時請他來法國的法布爾先生由於不滿意政府的態度，辭去了職務，在各地巡（xún）回演說，為航空事業爭取支持。
這個時候，法國已經成立了飛行協會組織，而且也有人製造了一些飛機在試飛。
威爾伯心想，我一定要為祖國爭口氣，於是他在巴黎一家練兵場上，開始裝配他的飛機。
9月22日，他開始進行飛行表演。這一天飛機場上擠滿了圍觀的人們。威爾伯滿懷信心地坐在飛機上，他發動了飛機，螺旋槳轉了起來，不一會兒，飛機升空了。