Prima di volare per dodici secondi su una duna, i Wright passarono quattro anni a studiare e sperimentare. Tra il 1900 e il 1902 portarono ogni estate i loro alianti sulla costa del North Carolina, a Kitty Hawk, scelta per via dei venti costanti e delle dune morbide che attutivano le cadute. I primi due anni furono molto al di sotto delle loro aspettative, e capirono presto perché. Le tavole aerodinamiche su cui si basavano, ereditate dagli studi del pioniere tedesco Otto Lilienthal, davano valori imprecisi. Per andare avanti dovevano ricalcolare tutto da soli.
Costruirono così una piccola galleria del vento nella loro officina di Dayton. In pochi mesi testarono oltre duecento forme diverse, variando curvatura, lunghezza e proporzioni. I dati raccolti confermavano che le ali sottili e allungate generavano molta più portanza di quelle corte e tozze usate fino a quel momento. Con quei numeri, nel 1902, progettarono un nuovo aliante che riusciva finalmente a sostenersi e a essere controllato come avevano previsto. L'anno dopo, nel 1903, costruirono il primo velivolo a motore della storia, il Flyer.
Il 17 dicembre, alle 10:35 del mattino, Orville si mise ai comandi e per dodici secondi il Flyer rimase in aria. Era il primo dei quattro voli che i Wright fecero quel giorno, e nell'ultimo Wilbur restò in volo per cinquantanove secondi. Quello stesso pomeriggio, Orville mandò un telegramma al padre per dirgli che finalmente erano riusciti a far volare il Flyer.
Nei cinque anni successivi i Wright continuarono a lavorare al progetto in modo riservato. Volevano perfezionare il velivolo e ottenere brevetti solidi prima di mostrarlo pubblicamente, e per questo i loro voli rimasero a lungo nell’ombra. La svolta arrivò nell'estate del 1908, quando Wilbur portò il Flyer in Francia, all'ippodromo di Hunaudières, vicino a Le Mans. L'8 agosto, davanti a una folla di curiosi e giornalisti, decollò e compì manovre che nessuno in Europa aveva ancora mai visto.
