В 1920-х гг. были образованы самолётостроительные КБ, которые возглавили ведущие советские авиаконструкторы: А.Н. Туполев, Н.Н. Поликарпов, Д.П. Григорович2. В 1926 году на базе опытного аэродрома был создан НИИ ВВС, самолётным отделом которого вскоре стал руководить И.Ф. Петров3.
В первой половине 1920-х гг. советские авиазаводы выпускали самолёты в основном по зарубежным образцам и лицензиям. Так, на “Красном летчике”4 в Петрограде строились аэропланы “Авро-504”, на “Дуксе” и “Авиаработнике” в Москве - “Хэвиленды” и истребители “Фоккер”; на концессионном заводе фирмы “Юнкерс” в Москве - Ю-21 и пассажирские Ю-13. Впрочем, аналогичным образом обстояли дела и в царское время.
В 1923 году поднялся в воздух один из первых советских самолетов - легкий спортивный моноплан АНТ-1 конструкции Туполева. За ним последовали другие: первые цельнометаллические русские самолеты АНТ-2; биплан АНТ-3 или Р-3, двухместный разведчик и т.д.
В КБ Поликарпова был создан истребитель с мотором 400 л.с, имевший скорость 204 км/час. В 1925 г. он был усилен вооружением и пошёл в серию как И-1. В том же КБ в 1927 г. был создал двухместный биплан У-2 со 100-сильным отечественным авиамотором конструкции А.Д. Швецова. Самолет прослужил в авиации свыше тридцати лет. Хотя первоначально он предназначался для обучения летчиков, но вскоре начал использовался и как связной, транспортный, санитарный, для аэрофотосъемок, в сельском хозяйстве и т.д. В годы войны применялся легкий ночной бомбардировщик У-2ВС, вооруженный пулемётом и поднимавший до 300 килограммов бомб.
В 1920-х гг. были образованы школы военных летчиков: Егорьевская военно-теоретическая школа; Московская школа высшего пилотажа; Серпуховская высшая авиационная школа стрельбы, бомбометания и воздушного боя, Севастопольская школа морской авиации,...
8 марта 1923 года организовалось добровольное Общество друзей воздушного флота (позже - Осоавиахим), поставившее своей задачей развертывание кампании за строительство аэропланов: сбор средств на их постройку; популяризацию авиации. Центральный совет ОДВФ возглавили Сталин, Фрунзе, Дзержинский, бывший народоволец и учёный Морозов. Общество поощряло массовый планерный и авиамодельный спорт; вело пропаганду авиационного дела; издавало журнал “Самолет”. В городах и деревнях распространялись плакаты: “Трудовой народ, строй воздушный флот”, “От модели - к планеру, от планера - к самолету!” На экранах демонстрировался фильм “Как старик Пахом в столице в небеса летал на птице”. Общество организовало агитационные полёты в Москве и провинции. В 1923 г. был совершён полёт на самолете Ю-13 по маршруту Москва - Тифлис - Ташкент - Москва, протяженностью 11 000 километров. Результатами деятельности Общества друзей воздушного флота, в которое вступило более миллиона человек, было массовое развитие планеризма и рост интереса к авиации.
Форсированное развитие тяжёлой индустрии в первой пятилетке сопровождалось ускоренным созданием и расширением научно- исследовательских и конструкторских учреждений в различных областях производства, включая авиапромышленность.
В 1930 году для подготовки авиаинженеров был образован Московский авиационный институт.
В начале 1930-х гг. КБ Туполева выделилось из ЦАГИ в отдельную организацию. Помощниками Туполева были А.А. Архангельский, В.М. Петляков, П.О. Сухой, В.М. Мясищев, которые позже сами стали видными авиаконструкторами. КБ Туполева специализировалось на создании многомоторных пассажирских самолетов и бомбардировщиков. Для их постройки впервые в нашей стране был применен в качестве конструкционного материала дюралюминий.
КБ Поликарпова разрабатывало новые образцы самолетов разного назначения, в основном истребителей. На протяжении почти десяти лет истребительная авиация СССР вооружалась только его машинами.
От ЦАГИ отделился, кроме ОКБ Туполева, отдел авиаматериалов, который стал Всесоюзным институтом авиаматериалов (ВИАМ). Винтомоторный отдел ЦАГИ объединился с авиамоторным отделом автомоторного института и образовал Центральный институт авиамоторостроения (ЦИАМ). Моторостроители освоили производство двигателей М-22 воздушного охлаждения мощностью 450 л.с. и М-17 водяного охлаждения мощностью 700 л.с; затем М-25 воздушного охлаждения мощностью 715 л.с. и М-100 водяного охлаждения 750 л.с.
К 1930 году в ВВС поставлялись истребители И-3, разведчики Р-5 Поликарпова, бомбардировщики ТБ-1 Туполева. Опытную проверку проходили более совершенные типы самолетов. Вскоре двухмоторный бомбардировщик ТБ-1 был заменён четырехмоторным ТБ-3, который пошёл в серию с 1932 года. Весной 1930 года вместо истребителя И-3 появился И-5 Поликарпова и Григоровича, развивавший скорость до 300 км/час. В начале 1930-х гг. началось массовое строительство легкомоторной авиации.