Во время 1– й мировой войны Жуковский разрабатывал теорию бомбометания, занимался вопросами баллистики артиллерийских снарядов, читал курсы по баллистике, воздухоплаванию, специальным вопросам гидромеханики и работал над различными проблемами теоретической механики. После Октябрьской революции 1917 Жуковский и коллектив учёных, руководимый им, включились в дело создания советской авиации. В декабре 1918 г. Советским правительством по предложению Жуковского был учрежден Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), руководителем которого он был назначен. Основанные Жуковским теоретические курсы для лётчиков были реорганизованы в Московский авиационный техникум, на базе которого в 1920 создан Институт инженеров Красного Воздушного флота(ныне ВВИА). Жуковский заложил основы единой научной дисциплины — экспериментальной и теоретической аэродинамики, оказавшей впоследствии огромное влияние на развитие авиации.
Первые исследования Жуковского по теории полёта относятся к 1890. Работа «О парении птиц» (1891), в которой исследуется механизм парения с набором высоты и впервые рассматриваются возможные эволюции при парении, в т. ч.»мёртвая петля», и статья «О наивыгоднейшем угле наклона аэропланов» (1897) послужили основанием для создания методов аэродинамического расчёта самолёта. В статьях «К теории летания» (1890), «О крылатых пропеллерах» (1898), «О полезном грузе, поднимаемом геликоптером» (1904) рассматриваются вопросы тяги винта. В работах «О падении в воздухе лёгких продолговатых тел, вращающихся около своей продольной оси» (1906) и «О присоединённых вихрях»(1906) Жуковский изложил открытый им в 1904 принцип образования подъёмной силы крыла аэроплана и сформулировал теорему, позволяющую определять её значение. Теорема Жуковского устанавливающая связь под ъёмной силы с циркуляцией скорости, является основой прикладной аэродинамики. В цикле работ Жуковского 1910–12 «О контурах поддерживающих поверхностей аэропланов» (1910), «Геометрические исследования о течении Кутта» (1911–12) и др.