В войну авиационные части вступили, имея на аэропланах разве что личное оружие пилотов. И 17 января 1915 г. Воздухоплавательный отдел ГВТУ писал в ГАУ: «Для вооружения аэропланов необходимо спешно получить около 400 ружей-пулеметов. Из испытанных пулеметов оказались пригодными для этой цели ружья-пулеметы Люиса и относительно пригодными ружья-пулеметы Мадсена, в последних происходит застревание патронов». Поскольку относительно ружей-пулеметов «Льюис» не было «надежды получить их скоро», а возможность закупки «Мадсена нового образца» была сомнительна, в 1915 году использовали собранные из крепостей ружья-пулеметы «Мадсен». «Мадсены», иногда называвшиеся еще «мацонами», были удобны для установки на одноместных самолетах, их ставили, например, на аэропланы «Фарман» и «Моран-Ж». Так, летчик Петренко и наблюдатель Кузьмин на «Фармане» одержали победу над германским «Альбатросом» в сентябре 1916 г., ведя огонь из «Мадсена». С началом войны «Мадсены» поставили на вооружение воздушных кораблей «Илья Муромец», где их использовали всю войну. На «Илье Муромце» серии Б на открытой площадке в центроплане ставились шкворневые поворотные установки для «Мадсена», серии В — установки для «Льюиса» (или «Виккерса») и «Мадсена». Именно с «Мадсеном» самолет «Илья Муромец Киевский» впервые вступил в воздушный бой 19 июля 1915 г. «Илья Муромец» серии Е-1 имел восемь пулеметов, из них — три «Мадсена». Однако скорострельность «Мадсена» мало отвечала задачам авиационного вооружения. Нарекания вызывала малая емкость магазина — 25 патронов. К тому же многие «Мадсены» были уже в значительной степени изношены. Из закупавшихся Россией ружей-пулеметов разных систем разве что «Шоша» не нашел применения в авиации, — очевидно, из-за общей громоздкости и неудобства смены магазина.
18 июля 1915 г. дежурный генерал при Главковерхе просил о «снабжении эскадры воздушных кораблей десятью пулеметами Льюиса, а также патронами с разрывными пулями полковника Солонина». В июле 1915 года заказали только 1000 пулеметов. 11 октября помощник военного министра генерал Беляев сообщал: «Фирма Льюиса предлагает изготовить для нас в Америке 30 000 пулеметов, в том числе пулеметы для установки на аэропланы. Принимая во внимание: 1) что почти все неприятельские аэропланы имеют на своем вооружении пулеметы… парализуя деятельность наших летательных аппаратов… и 2) что все принятые до сего времени меры к снабжению авиационных отрядов соответствующими пулеметами не привели к сколько-нибудь удовлетворительным результатам… полагал бы настоятельно необходимым… заказать фирме Льюиса 1000 пулеметов для установки на аэропланы». Правда, начальник Офицерской стрелковой школы, на которую были возложены испытания и проверка пулеметов, соглашаясь в рапорте от 18 апреля 1916 г., что установка на аэропланы была бы для ружей-пулеметов «самым подходящим и наиболее соответствующим способом использования», заметил, что «число необходимых ружей-пулеметов для этой цели… не превышает 300–400, а потому является необходимость разработать вопрос о вооружении ими пехоты или кавалерии».
Действительно, как писал 15 июля начальник ГАУ: «От ГВТУ в настоящее время поступило требование на 234 ружья-пулемета для вооружения воздухоплавательных аппаратов и речных броневых отрядов». Пулеметы закупались в варианте под английский патрон калибра 7,71 мм (303 «бритиш»).
В авиацию попал и «Льюис» под русский 7,62-мм патрон: 9 января 1917 г. ГАУ распорядилось переслать 140 таких пулеметов, присланных для испытаний Бирмингемским заводом, из Офицерской стрелковой школы в Винницу — в эскадру воздушных кораблей, нуждавшуюся в срочном пополнении вооружения. «Льюисы» на шкворневых установках ставили также на «Фарманы», «Вуазены», «Ньюпор»-Х, летающие лодки М-11. Емкость магазина 47 патронов была больше, чем у других ружей-пулеметов, но все же оказалась недостаточна для более-менее длительного боя, как и обычно поднимаемый самолетом боекомплект в 10 магазинов. «Льюисы» были также у воздухоплавателей, хотя стрелять из них им приходилось с рук.
Недостаток «легких» пулеметов заставлял устанавливать на аэропланы «тела» станковых пулеметов. Первое место здесь, конечно, заняли «Максимы».