W toku I wojny światowej wprowadzono też bombowce średnie i ciężkie. Z samolotów średnich najbardziej znane stały się niemieckie dwusilnikowe bombowce Gotha serii G (np. G.IV) i Friedrichshafen G.III, powstałe już w latach 1915–1916. Przenosiły od 300 do 900 kg bomb, razem z ciężkimi bombowcami używane były do strategicznych bombardowań Londynu. Używane też były w znacznej liczbie dwusilnikowe bombowce AEG G.IV. Państwa ententy używały średnich bombowców na małą skalę, dość licznie rozwijane były natomiast przez główne państwa biorące udział w wojnie bombowce ciężkie, począwszy od rosyjskiego czterosilnikowego Ilja Muromiec, skonstruowanego już w 1914 przez Igora Sikorskiego. Jako drugie państwo, ciężkie bombowce zaczęli wprowadzać Włosi, serii Caproni Ca.3 (1914), Ca.4 (1916) i Ca.5 (1917); stanowiły one także wyposażenie jednostek innych krajów ententy. Największe bombowce budowali jednak Niemcy – SSW R i seria wielkich Staaken R (głównie R.VI) o udźwigu 1000–2000 kg bomb. Później od innych krajów do budowy ciężkich bombowców przystąpili Brytyjczycy, tworząc udane samoloty Handley Page O/400 z 1916 oraz wielkie Handley Page V/1500 o rekordowym udźwigu bomb 3300 kg, które jednak nie zdążyły wziąć udziału w wojnie.