มีความสำคัญอย่างมากในทุกสมรภูมิทั้งในยุโรป แอฟริกาหรือแม้กระทั่งแปซิฟิกก็ตาม เพราะถ้าจะทำให้กองทัพบกเข้มแข็งก็ต้องมีกองบินที่แข็งแกร่งก่อน เครื่องบินรบที่สำคัญก็มี สปิตไฟท์ของ อังกฤษ แมสเซอร์สมิตซ์ 109 ของเยอรมัน เครื่องบินซีโร่ของญี่ปุ่น พี-51 มัสแตง ของสหรัฐ โดยในแปซิฟิคเครื่องบินรบจะมีบทบาทมากว่าเรือรบอย่างเห็นได้ชัด ในสมรภูมิยุโรปเครื่องบินก็เป็นส่วนสำคัญในปฏิบัติการสายฟ้าแลบของเยอรมันในช่วงต้นของสงคราม อาจพูดได้ว่าเครื่องบินรบนั้นสำคัญที่สุด เป็นตัวแปรที่สำคัญในสงครามอย่างยิ่ง นอกจากนี้ นาซีเยอรมันได้คิดค้นเครื่องบินรบไอพ่นเป็นครั้งแรก ทำให้กลายเป็นที่หวาดกลัวของกองทัพอากาศสัมพันธมิตรแต่ทว่าหลังสงคราม สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และสหภาพโซเวียตได้นำมันมาพัฒนาและสร้างได้หลายชนิด