21 Şubat 1912’de Yüzbaşı Fesa Bey uçuş eğitimini başarıyla bitirmiş ve Fransızların 780’inci, Türk Ordusunun da 1 nu.lı brövesini, Yusuf Kenan Bey ise Fransızların 797’nci brövesini alarak yurda dönmüştür. Aynı yıl, sekiz Türk subayı daha Fransa’ya uçuş eğitimine gönderilmiştir. Böylece, 1912 yılı başlarında Türk Ordusu ilk pilotlarına ve ilk uçaklarına kavuşmuş, 3 Temmuz 1912’de de Yeşilköy’de (İstanbul) Hava Okulunun (uçuş okulu) açılmasıyla Türk Ordusu, uçucu subaylarını ülkesinde yetiştirmeye başlamıştır. Türk askerî havacılığının gelişmesinde ve güçlenmesinde en önemli aşamalardan birisi olan Hava Okulu’nun açılmasından sonra Türk ordusunda havacılık çalışmaları hızlanmış, personel sayısı çoğalmış ve Birinci Dünya Savaşı başında hava bölükleri (tayyare bölükleri) kurularak havacılar aktif kıta görevi yapmaya başlamışlardır.


1912-1913 Balkan Savaşı’nın birinci safhasında, henüz yeterli seviyede tecrübe kazanmamış olan Türk havacıları arzu edilen şekilde başarı gösterememiş, ikinci safhasında ise büyük başarılar elde etmişlerdir. Balkan Savaşı’nın sona ermesiyle, Türk havacılığının ıslahı ve geliştirilmesine başlanmıştır. Bu çalışmaların paralelinde yeni uçaklar alınmış ve Haziran 1914’te Yeşilköy’de Deniz Hava Okulu (Bahriye Tayyare Mektebi) kurulmuştur.
1914 yılında hava kuvveti Kıtaatı Mevaki-i Müstahkeme Müfettişliği emrinden alınmış ve Muhabere ve Muvasala Şubesi’ne bağlanarak "Teşkilat-ı Havaiye Müfettişliği" adını almıştır. 1914 yılında 1’inci Dünya Savaşı’nın başlamasıyla ıslahat ve geliştirme çalışmaları durmuştur. Müteakiben, 1915 yılında bir kısım Alman havacı personel Türk Hava Kuvvetlerine gelmiş, bir kısım Türk havacısı da Almanya’ya uçuş eğitimine gönderilmiştir.



1915 yılı sona ermeden tayyare miktarı çoğalması sebebiyle genel karargâh emrinde 13’üncü Sahra Seyri Havaiye Şubesi kurularak havacılık işleri buraya verilmiştir. Kasım ayında da 13’üncü şubenin adı "Umur-u Havaiye Müfettişliği" olmuştur.
15 Şubat 1915 tarihinde müfettişlikten başka Harbiye Dairesi Dokuzuncu (havacılık işleri) Umur-u Havaiye Şubesi kurulmuş ikmal ve tedarik işleri bu şubeye verilmiştir.

Türk Hava Kuvvetleri bu dönemde, Hava Okulu, Hava (tayyare) İstasyonları, Hava (tayyare) Bölükleri, Sabit Balon Bölükleri, Uçaksavar topçu birlikleri ve Meteoroloji İstasyonları şeklinde teşkilatlanmıştır. Deniz hava bölükleri (deniz tayyare bölükleri) ve Deniz Hava Okulu da Bahriye Bakanlığı kuruluşunda görev yapmıştır.
16 Mayıs 1916 tarihinde yapılan bir değişiklikle, kara ve deniz havacılığı, Genel Karargah (başkomutanlık) Havacılık İşleri Müfettişliği ve 9’uncu Umuru Havaiye Müfettişliği emrinde birleştirilmiştir. Ayrıca, bu dönemdeki teşkilatlanmanın ana gücünü oluşturan hava (tayyare) bölüklerinin bazılarında, sadece Türk havacı personeli, bazılarında ise Türk ve Alman havacı personeli müştereken görevlendirilmiş, bölüklerin taktik sevk ve idareleri de emrine verildiği ordulara bırakılmıştır.
1’inci Dünya Savaşı döneminde Türk Hava Kuvvetleri, yukarıda belirtilen yapısıyla, Çanakkale'den Hicaz'a, Kafkasya'dan Filistin'e kadar çok geniş bir alanda ve Türk askerinin çarpıştığı hemen hemen her cephede savaşa katılmıştır.
29 Temmuz 1918’de (Umuru Havaiye Müfettişliği) Havacılık İşleri Müfettişliği ismi, Hava Kuvvetleri Genel Müfettişliği (Kuva-yı Havaiye Müfettişliği) olarak değiştirilmiş ve yeniden teşkilatlanmaya başlanmıştır. Ancak,bu tarihten kısa bir süre sonra, Osmanlı İmparatorluğu’nun 1’inci Dünya Savaşı’nda yenilgiyi kabul etmesi ve 30 Ekim 1918’de Mondros Mütarekesi’nin imzalanması üzerine, itilaf devletleri tarafından başta İstanbul olmak üzere ülke işgal edilmiş ve bu tarihten itibaren de Türk askerî havacılığında yeni bir döneme girilmiştir.