Przy okazji dekoracji, poprosił o przeniesienie do lotnictwa, które lepiej odpowiadało jego temperamentowi.
Po ukończeniu kursu pilota wojskowego, 8 kwietnia 1915 został przydzielony do eskadry bombowo-rozpoznawczej VB106, latającej na powolnych dwumiejscowych bombowcach Voisin. Podczas spotkań samolotów wroga próbował je jednak ścigać i podejmować walkę powietrzną. W pogoni za zwrotniejszym samolotem niemieckim zapędził się 26 kwietnia nad linie niemieckie, po czym jego samolot został zestrzelony przez artylerię przeciwlotniczą, lecz zdołał wylądować awaryjnie po francuskiej stronie frontu. Bazując w Nancy, na początku sierpnia wystartował dla przechwycenia formacji niemieckich samolotów rozpoznawczych, po czym obserwator z załogi Nungessera zdołał zestrzelić jeden z nich. Za czyn ten Nungesser otrzymał Krzyż Wojenny (Croix de Guerre) oraz karę 8 dni aresztu za start bez zezwolenia przełożonych.