В 1841–62 и 1879–82 служил в военно-морском флоте, в 1862–79 — в гражданских ведомствах. С 1856 заинтересовался вопросами летания; изучал полёт птиц, воздушных змеев. В 1876 построил змей-планёр, на котором дважды поднимался в воздух (планёр буксировался тройкой лошадей). В 1876–77 с успехом демонстрировал полёты модели своего самолёта, приводимой в действие часовой пружиной. В 1877–78 разрабатывал проект самолёта.
Комиссия Военного министерства дала отрицательное заключение по этому проекту, указав среди прочих замечаний на недостаточную мощность силовой установки. Можайский продолжил свои работы с моделями и воздушными винтами. По заявке от 4(16) июня 1880 Можайский получил 3(15) ноября 1881 г. «привилегию» на свой «воздухоплавательный снаряд» — первый в России патент на ЛА. Весной 1881 г. Можайский привёз из Великобритании 2 паровые машины (7,46 и 14,9 кВт) с водотрубным котлом и холодильником для своего самолёта и начал заготавливать материалы и детали к нему. Летом 1882 он приступил непосредственно к постройке самолёта на отведённом ему участке военного поля в Красном селе под Петербургом.
Летом 1883 г. Можайский завершил сборку самолёта, который стал первым отечественным натурным самолётом, доведённым до стадии лётных испытаний. Построенный самолёт имел существенные конструктивные отличия от заявленного в патенте; боковые винты с задних кромок крыла были перенесены в переднюю часть и приводились от более мощной паровой машины, все три винта были сделаны одного диаметра. Самолёт Можайского представлял собой моноплан деревянной конструкции с крылом малого удлинения, расчаленным к двум стойкам и ступицам четырёхколёсного шасси, с лодкой-фюзеляжем и хвостовым оперением с рулями высоты и направления. Привод боковых винтов осуществлялся от паровой машины с помощью ремённой передачи, а центрального — через шестерённый редуктор.
Ещё зимой 1883 г. проект самолёта Можайского рассматривала специальная комиссия Воздухоплавательного отдела Русского технического общества под руководством М.