1907年8月，法国人保罗·科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机，并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。这架名为“飞行自行车”的直升机不仅靠自身动力离开地面0.3米，完成了垂直升空，而且还连续飞行了20秒钟，实现了自由飞行。
保罗·科尔尼研制的直升机带两副旋翼，主结构为1根V形钢管，机身由V形钢管和6个钢管构成的星形件组成，并采用钢索加强，以增加框架结构的刚度。V形框架中部安装一台24马力的antainette发动机和操作员座椅。机身总长6.20米，重260千克。V形框架两端各装1副直径为6米的旋翼，每副旋翼有2片桨叶。
1938年，年轻的德国姑娘汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。
1936年，德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后，公开展示了自己制造的FW-61直升机，1年后该机创造了多项世界纪录。这是一架机身类似固定翼飞机，但没有固定机翼的大型双旋翼横列式直升机，它的2副旋翼用两组粗大的金属架分别向右上方和左上方支起，两副旋翼水平安装在支架顶部。桨叶平面形状是尖削的，用挥舞铰和摆振铰连接到桨毂上。用自动倾斜器使旋翼旋转平面倾斜进行纵向操纵，通过两副旋翼朝不同方向倾斜实现偏航操纵。旋翼桨叶总距是固定不变的，通过改变旋翼转速来改变旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼来增加稳定性。FW-61旋翼毂上装有周期变距装置，在旋翼旋转过程中可改变桨叶桨距。还有一根可变动桨距的操纵杆来改变旋翼面的倾斜度，以实现飞行方向控制。FW-61就是靠这套周期变距装置和操纵杆保证了它的机动飞行。该机旋翼直径7米。动力装置是一台功率103千瓦的活塞发动机。这是世界上第一架具有正常操纵性的直升机。该机时速100~120千米，航程200千米，起飞重量953千克。
1939年春，美国的伊戈尔·西科斯基完成了VS-300直升机的全部设计工作，同年夏天制造出一架原型机。这是一架单旋翼带尾桨式直升机，装有3片桨叶的旋翼，旋翼直径8.5米，尾部装有2片桨叶的尾桨。其机身为钢管焊接结构，由V型皮带和齿轮组成传动装置。起落架为后三点式，驾驶员座舱为全开放式。动力装置是一台4气缸、55千瓦的气冷式发动机。这种单旋翼带尾桨直升机构型成为现在最常见的直升机构型。
西科斯基不断对VS-300进行改进，逐步加大发动机的功率。1940年5月13日，VS-300进行了首次自由飞行，当时安装了66千瓦的富兰克林发动机。
R-4是美国沃特-西科斯基公司20世纪40年代研制的一种2座轻型直升机，是世界上第一种投入批量生产的直升机，也是美国陆军航空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升机。
在20世纪40年代至50年代中期是实用型直升机发展的第一阶段，这一时期的典型机种有：美国的S-51、S-55/H-19、贝尔47；前苏联的米-4、卡-18；英国的布里斯托尔-171；捷克的HC-2等。这一时期的直升机可称为第一代直升机。
贝尔47是美国贝尔直升机公司研制的单发轻型直升机，研制工作开始于1941年，试验机贝尔30于1943年开始飞行，1945年改名为贝尔47，1946年3月8日获得美国民用航空署的适航证，这是世界上第一架取得适航证的民用直升机。该机是单旋翼带尾桨式布局、两叶桨叶的跷跷板式旋翼。旋翼下面有稳定杆，与桨叶呈直角。普通的自动倾斜器可进行总距和周期变距操纵。尾梁后部有2个桨叶的全金属尾桨。
卡-18是苏联卡莫夫设计局设计的单发双旋翼共轴式轻型多用途直升机，于1957年年中首次飞行，此后不久投入批生产。采用两副旋转方向相反的三桨叶共轴式旋翼，桨叶为木质结构。装一台202千瓦的九缸星形活塞式发动机。机身为钢管焊接结构，具有轻金属蒙皮和硬壳式尾梁。座舱内可容纳1名驾驶员和3名旅客。采用四轮式起落架，前起落架机轮可以自由转向。
20世纪50年代中期至60年代末是实用型直升机发展的第二阶段。这个阶段的典型机种有：美国的S-61、贝尔209/AH-1、贝尔204/UH-1，苏联的米-6、米-8、米-24，法国的SA321“超黄蜂”等。这个时期开始出现专用武装直升机，如AH-1和米-24。这些直升机被称为第二代直升机。
20世纪70年代至80年代是直升机发展的第三阶段，典型机种有：美国的S-70/UH-60“黑鹰”、S-76、AH-64“阿帕奇”，前苏联的卡-50、米-28，法国的SA365“海豚”，意大利的A129“猫鼬”等。
在这一阶段，出现了专门的民用直升机。为了深入研究直升机的气动力学和其他问题，这时也设计制造了专用的直升机研究机（如S-72和贝尔533）。各国竞相研制专用武装直升机，促进了直升机技术的发展。
20世纪90年代是直升机发展的第四阶段，出现了目视、声学、红外及雷达综合隐身设计的武装侦察直升机。典型机种有：美国的RAH-66和S-92，国际合作的“虎”、NH90和EH101等，称为第四代直升机。
直升机发动机驱动旋翼提供升力，把直升机举托在空中，主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨，机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至小螺旋桨，通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。
通过称为“倾斜盘”的机构可以调整直升飞机的旋翼的螺距，从而在旋转面上可以产生不同象限上的升力差，以此升力差来实现改变直升飞机的飞行方向，同时，直升飞机升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下，控制直升飞机的上升和下降是通过调整螺旋桨的总螺距来得到不同的总升力的，因此直升机实现了垂直起飞及降落。
单旋翼直升飞机：单旋翼带尾桨一个水平旋翼负责提供升力，尾部一个小型垂直旋翼（尾桨）负责抵消旋翼产生的反扭矩。例如，欧洲直升飞机公司制造的EC-135直升机。
单旋翼无尾桨一个水平旋翼负责提供升力，机身尾部侧面有空气排出，与旋翼的下洗气流相互作用产生侧向力来抵消旋翼产生的反扭矩。例如，美国麦道直升飞机公司生产的MD520N直升飞机。
双旋翼直升飞机：纵列式两个旋翼前后纵向排列，旋转方向相反。例如，美国波音公司制造的CH-47“支努干”运输直升飞机。
横列式两个旋翼左右横向排列，旋翼轴间隔较远，旋转方向相反。例如，苏联米里设计局研制的Mi-12直升飞机。
共轴式两个旋翼上下排列，在同一个轴线上反向旋转。例如，前苏联卡莫夫设计局研制的卡-50武装直升飞机。
直升飞机因为有许多其他飞行器难以办到或不可能办到的优势，受到广泛应用，直升飞机由于可以垂直起飞降落不用大面积机场。主要用于观光旅游、火灾救援、海上急救、缉私缉毒、消防、商务运输、医疗救助、通信以及喷洒农药杀虫剂消灭害虫和探测资源等，在国民经济的各个部门都能有广泛用途。世界直升机的队伍也在逐渐壮大。
装有武器并执行作战任务的直升机，亦称攻击直升机或强击直升机。主要用于攻击地面、水面和水下目标，为运输直升机护航，也可与敌直升机进行空战。具有机动灵活，反应迅速，适于低空、超低空抵近攻击，能在运动和悬停状态开火等特点。多配属陆军航空兵，是航空兵实施直接火力支援的新型机种。武装直升机可分为专用型和多用型两种。专用型武装直升机是专门为进行攻击任务而设计的，其机身窄长，机舱内只有前后或并列乘坐的2名乘员（甚至1名乘员），作战能力较强；多用途武装直升机除用来遂行攻击任务外，还可用于运输、机降、救护等。反坦克作战是武装直升机的主要用途之一，因此武装直升机又被称为“坦克杀手”；它与坦克对抗时，在视野速度、机动性及武器射程等诸方面明显处于优势地位。舰载武装直升机还可扩大舰艇或舰队的作战范围，增强作战能力。武装直升机一般携带机枪、航炮、炸弹、火箭和导弹等多种武器，最大平飞时速300千米以上，续航时间2~3小时。武装直升机广泛用于现代局部战争，在战争中发挥了重要作用，受到世界各国的十分关注。
世界上第一架直升机是由德国科学家福克于1937年设计制造的FW－61横列式双旋翼直升机。该机首次由女飞行员莱西驾驶，以68千米/小时的速度由柏林飞到伦敦，震动了整个航空界。
世界上最小的直升机是日本研制的一种单人超小型直升机。直升机安装有一台37千瓦的强制冷发动机，主旋翼直径约6米，自重仅为115千克。
世界上最大的直升机是前苏联于20世纪60年代研制生产的米－12“信鸽”重型运输直升机。该机最大起飞重量为105吨，主旋翼直径为35米，机身长达37米，货舱长28米，可运送中型坦克和火炮，安装有4台4.78兆瓦的发动机，载重40吨。
飞得最快的直升机是美国西科斯基公司S－67型直升机。1970年12月14日，飞行员库哥特·坎农驾驶S－67型直升机，创造了飞行速度355.49千米/小时的世界纪录。
飞得最高的直升机是法国的SA－3158型“美洲鸵”直升机。1972年6月21日，飞行员吉恩·鲍莱特驾驶“美洲鸵”，创造了飞行高度达1.2442万米的世界纪录。
飞得最远的直升机是美国的OH－6型直升机。1966年4月6～7日，该机由飞行员费瑞驾驶，创造了直线航程3561.55千米的世界纪录。
最早的直升机机降作战是1951年3月美军在朝鲜战场的旺方山战斗中实施的。此次战斗中，美军使用直升机将20余人机降在阵地上，配合地面部队夺取对方阵地。这也是直升机参加实战的最早记载。
世界上第一架武装直升机是由H－13直升机改装而成的。1953年美国在H－13直升机上安装了无控火箭、榴弹发射器、机枪和反坦克炮进行试验，从而提高了直升机的战斗性能，为以后武装直升机的发展创造了条件。
世界上第一种隐形直升机是美国研制生产的RAH－66“科曼奇”武装直升机。该机是美国陆军未来的主力机种，可执行武装侦察、反坦克和空战等多种作战与保障任务。
第一种使用弹射救生系统的直升机是苏联研制生产的卡－50“噱头”直升机。该机同时还夺得了第一种单座攻击直升机和第一种共轴式攻击直升机两项世界第一。
直-5是我国制造的第一种多用途直升机，也是新中国直升机科研应用的开端。
研制初期代号“旋风25”，原型为苏联米-4直升机。
1958年2月，哈尔滨飞机工业公司按照苏联提供的全套图纸资料开始仿制米-4，1958年12月14日首次试飞，1959年初由国家鉴定委员会正式验收，投入批量生产。1963年9月21日航定委同意直-5直升机优质过关，批准定型投产；其动力装置活塞-7于同年12月25日优质过关，投入批量生产。共生产了545架。
直-5可用于物资、人员输送、救生以及边境巡逻。1980年停产。
直-6是在直-5基础上改型设计的以空降为主的多用途直升机，1969年12月15日首飞，共生产了15架，未能正式投产。
二十世纪60年代中期，我国在研制轻型和中型直升机产品的同时，也开始考虑独自研制能装载1个加强排兵力的重型直升机产品。根据部队提出的需求，1969年，中国航空研究院决定由新组建的直升机设计研究所承担重型直升机的设计任务，直升机的编号为直-7。1970年3月，直-7研制工作开始，承担研制的有直升机设计研究所等5个研究所和2个工厂。
直-7的研制方案是：装2台涡轴5甲发动机，采用6片旋翼；除重新设计桨毂和减速器外，其他尽量采用直-5和直-6的零部件。直-7设计为最大起飞重14400千克，有效商载3500千克，最大速度240千米／小时，最大航程350千米，实用升限6000米。
1971年直-7开始进行机体和部件的静力试验及调试。其间，领导机关曾决定将直-7作为舰载直升机的试验机，197l年9月，直-7改舰载的工作停止，继续作为普通直升机研制。
1975年5月，直-7零部件加工完成了97％，并已装配成两架机体，配套生产的成品已到货90%。1979年，直-7重型直升机完成了全机静力试验。
然而，1979年6月28日，国家决定直-7重型直升机研制工作停止。其原因是由于国家财力有限，不可能同时投资研制两种重型直升机，为了全力确保由江西景德镇直升机厂承担研制直-8型直升机项目，直-7直升机只得为直-8让路，从而宣告了直-7重型直升机的夭折。尽管直-7项目下马了，但直-7研制的许多成果为后来成功研制出最大起飞重量达13吨的直-8重型直升机打下了坚实的基础。
