Организационно воздушная оборона включала в себя батареи зенитной артиллерии. сеть постов воздушного наблюдения и авиационные экипажи для борьбы с летательными аппаратами противника. Бессменным руководителем воздухообороны Петрограда и Императорской резиденции в Царском Селе на время войны стал генерал-майор начальник Офицерской электротехнической школы генерал-майор Г.В.Бурман. 24*
В дальнейшем воздушная оборона была развернута по прикрытию основных центров и органов военного управления действующей армии, а также группировок войск и сил флота. По оценке специалистов, в годы войны на русскую зенитную артиллерию приходилось до 25% самолетов от числа уничтоженных истребительной авиацией, что позволяло говорить о ней, как о грозной силе для быстро развивающегося военного воздушного флота противника. 25*
Осенью 1914 – летом 1915 гг. создаются первые истребительные авиаотряды в интересах воздушной обороны. К лету 1916 года завершилось общее оформление истребительной авиации Воздушного Флота в качестве отдельного рода авиации. Зарождение и развитие истребительной авиации неразрывно связано с именами известных летчиков, заложивших основу "русской школы воздушного боя": П.Н.Нестерова, А.А.Козакова, Е.Н.Крутеня, Н.А.Яцука, И.А.Орлова и мн. др. Командир 11-го корпусного авиационного отряда штабс-капитан П.Н.Нестеров 26*
выступил инициатором наиболее жесткой формы воздушного боя. 8 сентября 1914 года он впервые в мире ценой собственной жизни уничтожил воздушным тараном австрийский самолет-разведчик. Его подвиг с успехом повторил другой русский летчик – штабс-ротмистр А.А.Козаков 27* , ставший за годы войны самым результативным авиатором российского Воздушного Флота.За период лета 1916 – осени 1917 годов истребительная авиация русской армии на Восточноевропейском фронте сбила 188 боевых машин противника.
К концу Первой мировой войны Воздушный Флот из вспомогательного средства разведки и связи превратился в самостоятельный род Сухопутных войск. На завершающем этапе войны он принимал участие во всех крупных войсковых операциях и оказал существенное влияние на характер боевых действий.
В годы войны получила свое воплощение идея создания единых авиационных войск. В январе 1915 года вся фронтовая авиация была сведена под единое руководство великого князя A.M. Романова. Это позволило в дальнейшем значительно укрупнить авиационные отряды, создав на их основе авиагруппы и авиадивизионы. В свою очередь, централизованное управление авиацией, свободное маневрирование авиационными формированиями по фронту, сосредоточение их усилий на главных направлениях, обеспечение внезапности действий авиации – расширили возможности Воздушного Флота в борьбе за господство в воздухе. Количественное и качественное развитие воздухоплавательной техники значительно повысило роль военной авиации в бою, операции и войне в целом. К концу 1917 года Воздушный Флот России беспредельно господствовал в небе Юго-Западного и Румынского фронтов, одновременно успешно решая задачи на всем Восточноевропейском театре войны.
В ходе гражданской войны в России Воздушный Флот и подразделения воздушной обороны молодой Советской республики выполняли по форме те же задачи, что и в Первую мировую войну, но их содержание стало более емким. В ходе войны были заложены основы оперативного искусства советских ВВС и тактики родов авиации, разработаны основные принципы их боевого применения. На главных направлениях действий сухопутных войск силы авиации объединялись в авиационные группы, что заметно повышало их эффективность. Части воздушной обороны надежно прикрывали важные объекты Советской России. Главенствующая роль в руководстве авиацией и воздухоплаванием Красного Воздушного Флота была возложена на Полевое управление авиации и воздухоплавания действующей армии и соответствующие военные органы фронтов.