虽然只滑翔了30公尺，但终究是能够飞行了。接着，由奥维尔上去操纵，也同样地获得了成功。
当晚，两兄弟在饭后休息时，进行总结，威尔伯说：“依照公式所示，机翼的浮力，是跟面积、角度以及风速成比例的。前天的风力只有6公尺，角度是3度，还不足产生连机载人的浮力故不能升空。后来，我拉着不载人的空机，它不是立即有上升的趋势吗？这个关键被我们找出来了，真令人兴奋！”
他们两人在这偏僻的渔村，反复做了将近一个月的试验，当一个在空中滑翔时。另一个就在地面上作笔记。虽然他们在空中逗留的时间仅仅是短短的几秒钟，而且也摔落不少次，但幸无大碍。这种经验的累积，对热爱飞行的莱特兄弟来说，实在是太重要了。
冬天，气候太冷，风也太大，威尔伯兄弟又回到了代顿市。
他们认为利林塔尔的计算方式一定有错误，于是，自己着手试验，首先根据“风洞”原理制造了一个长6尺，每边各宽12寸的正方形箱子，一端装设一个圆形的罩子，然后利用送风机，以每秒12公尺的风速向箱内送风。
他们模仿鸟类的翅膀，做成各种折曲的机翼，同时，也依照自己的构想，设计出各种不同的机翼，将它们分别放在风洞里做试验，然后测定在机翼上所产生的阻力及浮力。
经过多次实验，结论是：机翼的角度增加，浮力也就随之增加，不仅可使得机头上下移动，还可以使两侧稳定而平衡。
过去，他们看到别人是摇动身体或晃动双脚以求平衡，实在太不科学。威尔伯对弟弟说：“你记不记得，当我抓住机翼的一头时，角度较大的一头就飞得高一点吗？”
“错！我也注意到这一点了，只要一扭动机翼，左右的角度就起了变化，浮力也就有了差别，下次我们制作新机时，就应该利用这一点以保持两翼的稳定和平衡。”
他们已经发现了利林塔尔的错误，从而画出许多有关翼面的新的“极曲线”。
1901年春天，威尔伯和奥维尔制造的第二架滑翔机，已不是大部分模仿前人，而是自己通过实验而产生的新机了。
当年的7月，夏尼特知道这对兄弟第二度试飞，就介绍了一位名叫郝福克的机械师予以协助，他们一行3人，又往卡罗来纳去了。
这一次，他们制造的新机，比以前的更大，机前装有升降舵，机后装有方向舵，靠了这些装置可以使机身保持平稳。并能改变方向。他们对这架改良的新机，深具信心。
7月下旬的一天，开始了第二次试机。这次前进了300多米，但就整体而言并不令人满意。
这时，热心的夏尼特先生出乎意外地赶来了，这无疑给了两兄弟一副兴奋剂。
夏尼特先生看到这两位立志征空的后辈，似乎有退缩的意思，于是，不假思索地鼓励说：“你们的研究精神，值得钦佩！但是要坚强，促使它前进！”
这样，有了夏尼特的参与和指导，两兄弟坚定了征服天空的决心。
整个冬季，他俩再度做风洞试验，详细记录下每一个试验数据。这次他们把机身与机长的比由原来的1∶3改变成了1∶6。
第三次试验在时速30余英里的强风中，如同在时速10多英里时那样平稳与安全，但是这次改进也并不是没有缺点，因为有时机翼会倾向一边甚至触及沙滩。
奥维尔检查原因认为是控制上的不协调，只要控制住两侧机翼和机尾合作协调即可。
威尔伯同意这一点，他立即着手用一根金属线控制双翼和机尾，他解释说，这就如同鸟类的尾巴和翅膀同受神经系统控制一样。过去的毛病就是由两个控制部分，分别控制机翼和机尾，因此，才会出现不协调的缺点，这种缺点，如果不予克服，机身就不可能保持平稳和安全。
又有一天，风速计的指针在三和四之间，以这样微弱的风力，是绝对无法使载人的滑翔机升上天空的。
“风力太弱，今天恐怕无法试飞了。”奥维尔说。
“且等等看吧，等一下也许会有所转变。”威尔伯对着天空的白云喃喃自语。
可是等了很久，依然如此，朵朵白云浮在天际，似乎一动也不动，毫无风势转强的迹象。奥维尔满心地不耐烦，自顾自地爬上滑翔机，从一个小丘上滑翔下去。
说来也怪，机身竟然升空滑翔起来了，而且稳稳地滑了好几十公尺。
奥维尔乐得大叫，站在远远的威尔伯一时也给搞得莫名其妙。
“瞧，奥维尔，你来看。”威尔伯以惊讶的语气喊着。
“怎么？机翼损坏了？”奥维尔不解地问道。
“机翼没坏，可是它的曲折度变了。”威尔伯解释说。
“怎么变了？”奥维尔顺着哥哥指的部位，一路望去，然后，表明了自己的看法，“我们为了要使机身的重量减轻，所以采用较细的材料，时间久了，它就自然而然地凹了下去。这跟刚才起飞有关系吗？”
“当然有关系，你想想看，曲面有变动，它的浮力也就不一样了，刚才风势弱，但这种曲面却能产生足以使机身上升的浮力。”威尔伯终于解开了这个谜。
通过多次的滑行试验，两兄弟很好地掌握了滑行机的设计及飞行技巧。
完成动力飞机
莱特兄弟自制的滑翔机，经过两人的多次创新与改良，终于能够随心所欲地操纵了。
但是这时候两兄弟都认识到，滑翔机性能再好，如果不借助风力还是不行的，只靠空气的阻力是无法使机身升高飞行的。基于这种思想，两兄弟正在酝酿着一个伟大的创举，在滑翔机上装上动力机械，克服只靠风力飞行的缺点。
在当时的历史条件下，两兄弟的想法是一个了不起的突破。
有了创新的思想，两兄弟就着手在滑翔机上装设发动机或螺旋桨。
两兄弟返回代顿镇后，满脑子都在思考着这个问题，他们很快将自行车的修理工厂改为制造新机的场所。老父和朋友们听说两兄弟要靠动力装置飞行，一再竭力劝阻他们应该满足滑翔的成功，不要再去做进一步的冒险。因为在当时谁也不相信，人类可以在天空飞行，就连着名的科学家纽坎勃教授也曾公开表示，人类希望在天空飞行实系妄想。他的论断是，即使能够升上天空，也只能一直向前飞行，万一停顿下来，就会摔落下去，结果是机毁人亡。
莱特兄弟并没有因为前人的失败而气馁，也没有因为别人的嘲讽或友人善意的劝阻而停滞不前。
1903年的春季，兄弟俩根据自己的构想，要设计一架装有动力设备的飞机，他们整天忙碌着，机翼、升降器、方向舵等等都是经过精确计算的，尽量采用质轻一点，但强度不减的材料来制作。
目前急需解决的问题是，需要一台性能良好的发动机。
当然，汽油发动机虽然已经使用，但在许多方面还不适合作为航空发动机，机件容易出现故障，两兄弟找了很多地方，始终没能找到一台合适的发动机。在这种情况下，他们决定自己动手来制造。
经过精心的设计和改进，1903年底，莱特兄弟的汽油引擎终于制造成功了。
然后，他们计算机翼的大小，发现长和宽之比6到7最为理想，根据精确的计算，制作了一架机翼长12公尺，弦2公尺，面积47平方公尺的新机。机身总重量是340公斤。
单是发动机就达80公斤，他们认为这台发动机就算很轻了。他们的原则是，越轻越好越小越好。
莱特兄弟日夜不停地工作，将两具螺旋桨分别装在发动机的左右两侧，他们将制造自行车所学来的技巧应用到飞机上，凭借金属链条及齿轮的原理，使螺旋桨每分钟旋转350次。又从“风洞”实验中，得知螺旋桨越大，则推进力越强的原理。
另外，他们还制造了一个速度计，靠承受风力时，自动地逆着发条旋转而测定速度。同时还设计了一个能够记录飞行时间的计时表来记录飞行时间。
夏去秋来，一切准备工作就绪，他们把飞机拆开装箱，利用船只先运往基蒂霍克，随后将店务做好安排，再乘火车前往。
当两兄弟经过周折到达基蒂霍克时，已经是初冬季节，海边的风力特别强，他们为新机建造的棚架，几度被强风吹毁。他们冒着凛冽的朔风，全力抢修，那种坚韧不拔的精神，不论谁都会感动。
几个朋友都劝他们等待明年春天再进行试验，但莱特兄弟谢绝了朋友们的关心，说就是要在各种不同的气候中试飞，才能获得更多的经验，这也是对他们一次难得的考验机会。
1903年12月14日，天气晴朗，风势亦不强劲，飞机停在沙滩上预先铺设的木轨上，木轨外面包着铁皮，以便于滑行，他们决定今天试飞了。
在严寒的冬天，如此偏僻的小渔村里，莱特兄弟虽然发出了几十张请柬，但实际上有兴趣来参观的，只不过寥寥四五人而已。
威尔伯顾不了这些，他首先登上飞机，手握操纵杆。
当引擎发动时，机身猛然向前冲，由于冲得太快，围观者的喝彩声刚刚喊出口，却立刻变成了惊叫。原来，飞机本是笔直冲向天空的，但是突然间却冲向地面，威尔伯曾试图以陡直的角度使机身上升，接着又把操纵杆按低，但是这些努力都没有成功，飞机飞行了100多米后，机头就栽了下来。
庆幸的是，威尔伯没有受伤，只是撞坏了一部分机翼，也算是不幸中之大幸了。
经过两天的修理，1903年12月26日，又是一个晴朗的好天气，奥维尔迫不及待地要继续试飞。
当天的风速是每秒97公尺，威尔伯一再叮咛说：“在起飞之初，千万不可以向上爬得太快，不能再犯我那天的错误。”
“我知道了，哥哥。”
“祝你好运。”
“谢谢。”
引擎发动了，螺旋桨开始旋转，奥维尔手握升降器的操纵杆，机身冉冉升空，迎着强劲的风，缓缓飞行。
人们把飞上天空讥讽为梦想、妄想，可今天，这种梦想经由莱特两兄弟的手变成了现实。
奥维尔连续飞行了12秒钟，然后迎着强风平平稳稳地着地了。
两兄弟兴奋地拥抱。
“强风虽然使飞行困难，却使着陆安全方便。”
“是的，这是宝贵的经验。”威尔伯说。
接下来，威尔伯登上飞机，熟练地发动引擎，顺利地起飞了，他也在空中逗留了10多秒钟，平稳地降落在地面。
接着，又轮到奥维尔作第三次试飞，在空中逗留的时间更久，降落时也更平稳。
中午的第四次飞行最为精彩，由于威尔伯操纵得法，飞得极为平稳，一共飞行了59秒，240米的距离。
划时代的59秒钟，人们都为此欢呼雀跃不已！
试飞成功的消息，两兄弟本来暂不准备声张，想等他们回到代顿镇后，由自己家乡的报纸首先发表，这样更为有意义。
没想到基蒂霍克气象局的一位职员，以电报的形式告知诺福克港的一位朋友，于是两兄弟试飞成功的消息迅速传开了。
当地的人们起初都不相信，一位记者写了一篇荒谬可笑的报道，分送到各地，有些报社的编辑嗤之以鼻，干脆把它往纸篓一丢了之。甚至连代顿镇的地方报纸也不屑登载，只有一两家小报在不显着的位置简略地刊登了莱特兄弟飞行成功的事。
当时谁能真正想象得到，莱特两兄弟伟大的创举，在50年后，整个地改变了交通、经济、产业以及人类的生活？
这也难怪，当初像蓝格勒博士这么一位鼎鼎大名的科学家，曾接受政府巨额研究费用，聘请了不少第一流人才，结果仍然失败了。而莱特兄弟，没有堂皇的学历和声望，仅凭自己的头脑与双手，以及开设自行车店为数不多的盈余，就能从事这种人人认为无望的飞行事业，而且一举成功，怎么可能呢？
有上述想法的人，还算是依据常情推断，倒也无可非议。
至于一些尖酸刻薄的人，却极尽挖苦、嘲笑之能事，更有甚者认为莱特兄弟是大骗子、神经不正常，实在令人难受。
过去，家人基于安全的理由，也曾反对两兄弟从事冒险，后来渐渐发现他们两人在这方面的天才，不忍过分阻挠，如今两人已有了成就，继续研究发展下去，会对人类做出贡献，于是，便由反对变为鼓励了。
就这样，莱特兄弟完成了人类飞行史上的创举，完成了动力飞行的试验设计与载人飞行。
赴欧表演
经过莱特兄弟的不断改进，动力飞机各方面的性能都在趋于完善，不但能够平稳地直线飞行，到1904年夏，两兄弟的飞机已经能够做各种空中转向飞行了。但是就整体而言，两兄弟却不满足于现状，他们计划进行更深一步的研究。
莱特兄弟过去有一点积蓄，再加上经营自行车店赚来的钱，全部都已用于飞机研究上了，而未来的研究和制造又需要更大量的经费，他们感到捉襟见肘了。
他们也试图从政府那里得到资助，但是限于当时美国政府对发展飞行制造业的认识不够，再加上蓝格勒博士的尝试失败，使得政府不愿在这方面再度耗费资金。
正当莱特兄弟彷徨无计之际，事情却意外地有了转机。
原来，有一位法国军官，名叫法培尔，他是陆军气球队的委员，在某一军校担任教官，非常热衷于飞行事业，当年利林塔尔试验滑翔机时，就已经使他十分向往，1904年听到莱特兄弟动力飞机试飞成功的消息时，更是钦佩不已。他写了一封长信给莱特兄弟，一来表示仰慕，二来是想切磋有关飞行上的许多技术问题。
莱特兄弟感到美国政府不能采纳自己的建议，给予资助。而欧洲国家可就不同了，他们之间勾心斗角，虎视眈眈，谁都想发展新武器，以求自保，德国政府对齐柏林飞艇给予了奖励，法国也对国内的飞行研究机构拨款资助。两兄弟认识到，欧洲是他们施展才华的好地方。
恰在这时，法培尔来了信，请他们去法国亲自表演，以证实飞机的性能。
兄弟俩兴奋不已，多年来的心血结晶，终于有人赏识。
这时美国陆军也感到国内飞行知识的提高是潮流所趋。陆军部决定征购飞机。两兄弟商议后，由威尔伯单身前往法国做公开表演，奥维尔则留在国内参加陆军部的开标比价。
1908年6月，威尔伯抵达法国巴黎。
接待人员以及一群前来欢迎的人士，看到走出车来的是一位衣着随便、朴实无华的中年人，头戴一顶便帽、高高瘦瘦的身材，在气质上不像一个飞行家，倒像一个文人学者，因此，不免对他有点失望。当人们听说美国没有飞行协会这一类组织时，更感到惊异，并对他投以不信任的轻蔑眼光。
威尔伯看在眼里，却不予计较，他选定了距巴黎百余英里的叫罗·蒙里的地方作表演场地。友人法培尔给予他不少协助。
1908年8月的一天，正式公开表演的日子到了，前来参观的绅士淑女，络绎不绝，场地四周一时冠盖云集。
经过威尔伯改良的飞机，装置了30马力的引擎，驾驶人可以坐在机翼中央，不需俯伏驾驶了。
那天，威尔伯身穿普通的工作服，头戴便帽，微笑着向观众致意后，就爬上机身，大家屏息注视，原野上突然变得寂静无声。
