在飞机用于军事后不久,人们就开始试验飞机轰炸地面目标。1911年,意大利和土耳其为争夺北非利比亚的殖民利益而爆发战争。11月1日,意大利的加福蒂中尉驾驶一架“朗派乐-道比”单翼机向土耳其军队投掷了4枚重约2千克的榴弹,虽然战果甚微,但这却是世界上第一次空中轰炸。从此,专门从事空中轰炸地面目标的轰炸机诞生了。
早期轰炸都是由经过改装的侦察机来进行的。炸弹或炮弹垂直悬挂在驾驶舱两侧,待接近目标时,飞行员用手将炸弹取下向目标投去,其命中精度当然不行了。
1913年,俄国人伊格尔·西科尔斯基设计的世界上第一架专用轰炸机首飞成功。它首次采用电动投弹器、轰炸瞄准具、驾驶和领航仪表。1914年,俄国组建了世界第一支重型轰炸机部队。第一次世界大战期间,轰炸机得到迅速发展。
第二次世界大战时,轰炸机又有新发展,装有4台发动机的重型轰炸机是轰炸机发展到新水平的标志,尤以美国的B-29最为出名,正是它向广岛、长崎投下了两颗原子弹,还投下大批燃烧弹,造成著名的东京大火,十几万日本平民伤亡。
喷气式轰炸机在20世纪40年代初由德国首先研制成功。梅塞施米特公司研制了Me-262型喷气式战斗机,它可载两枚重500千克的炸弹。同时,德国阿拉多公司研制了Ar-234型喷气式轰炸机,可载弹1400千克。由于希特勒的坚持,Me-262曾被用来执行轰炸任务。Me-262和Ar-234是最早的、也是第二次世界大战仅有的两种喷气式轰炸机。
超音速轰炸机是由美国研制出来的。20世纪50年代,美国为了与前苏联对抗,研制了能高空高速突防、深入前苏联纵深地带投掷核弹、执行战略轰炸任务的B-58型轰炸机。B-58的最高时速达2100千米/时,是音速的2倍,可载弹5000千克以上。
隐身轰炸机也是首先由美国研制成功的。洛克韦尔公司研制的B-1B型变后掠翼战略轰炸机是世界上第一种具有部分“隐身”功能的轰炸机。B-1B在外形、涂料、发动机的进喷气口形状上做了防雷达和红外线探测处理,使它在敌方的雷达和红外线探测器面前,具有了一定的“隐身”作用。
美国洛克希德-马丁公司从20世纪70年代中期开始执行“臭鼬工程”计划,即秘密研制“隐身”战斗机——F-117。F-117外型奇特,翼身融为一体,整个机身表面几乎全部由多个小平面拼接而成,可将雷达波以各种角度散射,不能形成有效的回波。机身采用了大量特殊材料,并涂有隐身涂料,使得F-117基本上不会被雷达和红外线探测装置发现。
F-117原本是作为战斗轰炸机而设计的,但由于它优异的“隐身”功能,敌机几乎不可能发现它并与它进行空战,加上它飞行灵活性不够,因此它实际是被用来执行夜间轰炸任务的战术轰炸机。在美国入侵巴拿马和海湾战争轰炸伊拉克的空袭中,美国多次成功地使用F-117执行轰炸任务,一次也没有被对方探测到。
在第二次世界大战中,轰炸机曾给参战国家的人民带来过深重的灾难。日本帝国主义者为了占领中国,曾大量使用轰炸机对中国手无寸铁的老百姓狂轰滥炸。