这些数量有限但身为“重”轰炸机先锋的飞机，于1915年2月15日进行第一次飞行任务。由于这些飞机多半是在夜间出任务，因此没有遭受什么损失，但也几乎没有实际战果。人们认为在1917年11月因十月革命爆发而中止飞机生产作业之前，伊利亚·穆罗梅茨轰炸机只生产了73架。
在第一次世界大战开始时，德国的战略轰炸能力掌握在德国陆军和海军的飞船部队手中，但德国的领导阶层因为害怕协约国将会因为德国攻击造成不可避免的平民死伤，而获得宣传战的胜利，因此没有派出这些庞然大物进行远程攻击。所以德国海军的飞船（海军的飞船和陆军的飞船比起来尺寸较大、装备也更现代化）在空中飞行数小时，飞越海面和主要是英国领土的上空，试图寻找纯粹的军事目标进行攻击。然而这是一项不可能完成的任务，再加上在日间的轰炸几乎不具有准确度，因此飞船的攻击不可避免地造成平民死伤。
目标：伦敦
到了1915年中期，德国陆军已经加入了攻击行列。在协约国飞机轰炸德国西部的卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）之后，德皇威廉二世（Wilh-elm II）终于批准了轰炸伦敦的行动。飞船在英国上空执行过多次任务，有时挂载着在当时相当大型的炸弹。英国的空防基本上没有能力拦截并击毁这些入侵的飞船，一直到1916年9月2日到3日的夜晚，英军飞机才首度在本土上空击落德军飞船。虽然德国军方，特别是海军持续支援飞船作战几乎直到战争结束，但由于英军空防对飞船入侵的防护大幅增强，以至于运用这些性能优良但却高度易燃的飞船的行动急遽减少，最终在1918年后期中止。
在1914年至1915年时，德军B、C系列的无武装双座机，也就是所谓的信鸽支队（Brieftauben-Abteilung）以及轰炸机中队（Kampfstaffeln），已经进行实际轰炸作战，后者是驾驶AEG G.I型机。这些单位之后就被轰炸机联队（Kampfgeschwader，KG）所取代，每个联队拥有约36架飞机。第1联队刚开始时驻扎在东线，后来被调至西线；第3联队驻地在根特（Ghent），负责空袭英格兰；而第4联队则被部署在意大利战场。部署轰炸机攻击英格兰南部目标的计划在1914年10月时就已提出，因为当时德国军方认为陆军部队沿着法国北部大段海岸线推进的行动看起来是可行的。结果当德国陆军转向南朝巴黎前进时，沿着海岸线的推进在比利时的奥斯坦德（Ostend）结束，刚开始的轰炸作战就只有奥斯坦德信鸽支队的小型单发动机飞机能够进行，但也仅能飞抵多佛（Dover）。
一直到1916年，更可怕的双发动机哥特式（Gotha）与腓特烈港式（Friedrichshafen）轰炸机才开始服役，但短期需求迫使它们在刚开始时被投入到凡尔登（Verdun）和索姆河（Somme）战役中，因此在这种情况下，到了1917年春季，第3联队终于在比利时的基地就位，以轰炸英国境内的目标。5月25日，第3联队以23架哥特式G.IV轰炸机进行了日间空袭。由于天气问题，这些轰炸机无法逼近伦敦，因此他们就在肯特（Kent）上空飞行，并对格雷夫森德（Gravesend）、梅德斯通（Maidstone）、阿什福德（Ashford）和福克斯通（Folkstone）等目标投下炸弹，结果福克斯通所受影响最为严重，6枚炸弹造成95人死亡，260人受伤。
直到8月底这段时间内德军还进行了其他空袭行动，在这些行动当中最值得注意的是，6月13日大约有20架G.IV轰炸机攻击英国东区与伦敦市，造成162人死亡（包括一所学校里的16名儿童）和432人受伤。这些行动给予英国大众巨大震撼，而对于英国的空防面对这些轰炸机毫无威慑和摧毁能力的情况更是令英国民众大感震惊。
