В этот период в отечественном самолетостроении наметился переход к созданию летательных аппаратов из металла. В 1925 г. в ЦАГИ было создано конструкторское бюро АГОС (авиация, гидроавиация и опытное строительство), руководителем которого стал А. Н. Туполев. Тематика работы АГОС отличалась большим разнообразием, и в составе бюро были образованы бригады. Возглавлявшие их инженеры стали впоследствии известными конструкторами.
Многие из созданных в бюро самолетов участвовали в международных выставках и перелетах на дальние расстояния. Так, на машинах АНТ-3 (Р-3) были совершены полеты по европейским столицам и дальневосточный перелет Москва - Токио. Тяжелый металлический самолет ТБ-1 (АНТ-4) в 1929 г. совершил перелет Москва - Нью-Йорк. Самолеты этого типа строились серийно и применялись ее только в дальней бомбардировочной авиации, но и в арктических экспедициях. Техническим руководителем проекта ТБ-1 являлся конструктор В. М. Петляков. В АГОС был также спроектирован пассажирский самолет АНТ-9, совершивший дальний перелет протяженностью 9037 км.
Одновременно отдел сухопутного самолетостроения (ОСС) под руководством Н. Н. Поликарпова строил самолеты-истребители И-3, ДИ-2. В этот же период был построен широко известный самолет У-2 (По-2), прослуживший около 35 лет. Одной из весьма удачных оказалась созданная отделом сухопутного самолетостроения машина Р-5, которая впоследствии выпускалась в различных вариантах - как разведчик, штурмовик и даже как легкий бомбардировщик.
Отдел морского самолетостроения, руководимый Д. П. Григоровичем, строил морские самолеты, в основном разведчики.
Наряду с боевыми и пассажирскими машинами конструировались авиетки и легкие самолеты по заказу спортивных организаций, среди них и первые самолеты А. С. Яковлева, именовавшиеся АИР.
В начале тридцатых годов самолеты имели старые формы - бипланную схему и не убирающееся в полете шасси. Обшивка металлических самолетов была гофрированной. В то же время в опытном самолетостроении происходила реорганизация, и на заводе "Авиаработник" были созданы бригады по типам самолетов.
Вначале задание на разработку самолета И-5 было выдано А. Н. Туполеву, а позже его созданием занимались Н. Н. Поликарпов и Д. П. Григорович. Этот самолет в различных модификациях состоял на вооружении почти десять лет, а истребители И-15, И-153, И-16 даже участвовали в боевых действиях начального периода Великой Отечественной войны.
Бригада И. И. Погосского проектировала гидросамолеты, в частности морской дальний разведчик МДР-3 (позже ее коллектив возглавлял Г. М. Бериев, который строил гидросамолеты для авиации ВМФ вплоть до семидесятых годов).
Бригада дальних бомбардировщиков под руководством С. В. Ильюшина несколько позже спроектировала самолет ДБ-3, а затем широко известный штурмовик Ил-2. Бригада С. А. Кочеригина в течение нескольких лет занималась проектированием штурмовика, который, правда, не получил применения. Под руководством А. Н. Туполева создавались тяжелые бомбардировщики, в том числе ТБ-3 - один из лучших и наиболее известных самолетов этого типа.
Конструкторские бюро, руководимые А. И. Путиловым и Р. Л. Бартини, работали над созданием цельнометаллических стальных самолетов.
Успехи, достигнутые в самолетостроении и особенно проектировании двигателей, позволили приступить к созданию самолета рекордной дальности полета АНТ-25. Этот самолет с двигателем М-34Р конструкции А. А. Микулина вошел в историю после выполненных на нем перелетов из Москвы через Северный полюс в США.
К началу сороковых годов в соответствии с постановлением Совета Народных Комиссаров "О реконструкции существующих и строительстве новых самолетных заводов" было введено в эксплуатацию несколько авиационных заводов, которые предназначались для выпуска новейших самолетов. В этот же период был объявлен конкурс на лучшую конструкцию самолета-истребителя. Над его созданием работали талантливые инженеры-конструкторы С. А. Лавочкин, В. П. Горбунов, М. И. Гудков, А. И. Микоян, М. И. Гуревич, М. М. Пашинян, В. М. Петляков, Н. Н. Поликарпов, П. О. Сухой, В. К. Таиров, И. Ф. Флоров, В. В. Шевченко, А. С. Яковлев, В. П. Яценко. В итоге конкурса в 1941 г. на вооружение стали поступать самолеты ЛаГГ, МиГ и Як - широкоизвестные истребители периода Великой Отечественной войны.
Большую роль в годы войны сыграли пикирующие бомбардировщики Пе-2 конструкции В. М. Петлякова. В 1939г. под руководством В. М. Петлякова был модифицирован самолет АНТ-42 (ТБ-7), построенный в ЦАГИ в 1936 г. и переименованный после смерти Петлякова (1942) в Пе-8. Этот самолет наряду с бомбардировщиками Су-2 конструкции П. О. Сухого и Ер-2 конструкции В. Г. Ермолаева - Р. Л. Бартини применялся в дальней авиации. Самолет Ер-2 имел большую дальность полета, особенно с установкой на нем двигателей тяжелого топлива (дизелей) конструкции А. Д. Чаромского.
Слова К. Э. Циолковского о том, что за эрой аэропланов винтовых наступит эра аэропланов реактивных, оказались пророческими. Эра реактивных самолетов практически началась в сороковые годы. По инициативе видного советского военачальника М. Н. Тухачевского, являвшегося в то время заместителем Наркома по вооружению, были созданы многие научно-исследовательские учреждения, работавшие в области ракетной техники.
Однако следует сказать, что достижения в развитии советской реактивной авиации не пришли внезапно, сами собой.
Теоретические разработки и проведенные исследования в конце двадцатых годов позволили вплотную подойти к созданию ракетоплана. Такой планер был построен Б. И. Черановским для ГИРД, а в 1932 г. планер модифицировали под опытный двигатель одного из основоположников отечественного ракетостроения инженера Ф. А. Цандера.
В апреле 1935 г. С. П. Королев сообщил о намерении строить крылатую ракету-лабораторию для полетов человека на небольших высотах с использованием воздушно-ракетных двигателей.
Большую роль сыграли испытания, проведенные в 1939 - 1940 гг., когда был создан жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) с регулируемой силой тяги, установленный на планере, разработанном С. П. Королевым, впоследствии академиком, дважды Героем Социалистического Труда. 28 февраля 1940 г. летчик В. П. Федоров на высоте 2000 м отделился на ракетоплане от самолета-буксировщика, включил ЖРД, совершил полет с работающим двигателем и после выработки топлива произвел посадку на аэродроме.
Обеспечение максимальной скорости самолета было мечтой каждого конструктора. Поэтому на самолетах с поршневыми двигателями начали устанавливать реактивные ускорительные установки. В качестве примера можно привести самолет Як-7 ВРД, под крыло которого подвешивались два прямоточных воздушно-реактивных двигателя. При их включении скорость возрастала на 60 90 кит/ч. На самолете Ла-7Р в качестве ускорителя использовался жидкостный ракетный двигатель. Увеличение скорости за счет тяги ЖРД составляло 85 км/ч. Применялись и пороховые ускорители для увеличения скорости полета и уменьшения взлетной дистанции при разбеге самолета.
