A Német Császárság előnye egyértelmű volt a léghajógyártás tekintetében, a háború során a zeppelinek bombázták Londont és Párizst, emellett kalandos küldetéseken is részt vettek.
A kormányozható léghajók jelentette kihívásokat a keszthelyi születésű Schwarz Dávidnak sikerült először megoldania, Ferdinand Zeppelin ugyanis az ő elgondolása alapján tökéletesítette az első léghajót, amely 1900. július másodikán emelkedett levegőbe. A Zeppelin-féle léghajó merev, alumínium ötvözetből készült, a szegecselt vázra finom szövetet borítottak.
A háború kitöréséig a Német Császárság összesen 25 zeppelint épített, a háború alatt további 117 darabot készítettek – ebből többet nem katonai célokra. Kezdetben a nyugati fronton a léghajók bombatámadásai nagyobb sikerrel jártak, ekkor még a katonai repülőgépek gyártása gyerekcipőben járt. Eredményesen bombázták például Antwerpent, Calaist, Oostendét és Manovillert. Párizs ellen 1915. március 20-án intézték az első támadást három zeppelinnel, két hónappal később, május 31-én pedig a London elleni első bombázás is bekövetkezett. További támadások követték egymást a két főváros ellen, így London és Párizs rohamos léptékben kiépítette a légvédelmi rendszerét. Nagy-Britannia ellen összesen 37 alkalommal hajtottak végre nagyszabású zeppelintámadást, amelynek nem feltétlenül az anyagi következménye volt kiemelkedő, mint inkább a pszichés hatás, amelyet a hátországban élőkben kifejtett. Az Anglia ellen 1915. január 19-én megindított vállalkozásokban 19 zeppelin és 389 főnyi léghajós katona veszett oda: többnyire műszaki hiba, légvédelmi tevékenység, rossz navigáció okozta a lezuhanásokat. Amennyiben sikerült, a léghajók a vízre ereszkedtek és legénységük fogságba esett, ám a kigyulladt léghajókból nem volt menekülés. A keleti fronton a német „légjáró” csapatok tevékenyen vettek részt Varsó és Kovel bombázásában, emellett hasznos felderítő tevékenységet is végeztek. Tervbe volt véve Szentpétervár bombázása is, de a Breszt-Litovszki béke megkötése miatt végül erre nem került sor. Külön érdekesség, hogy a németek balkáni léghajóbázisa a temesvári hajóállomás volt, így állt helyre az összeköttetés Szerbián át Szófiával, illetve innen indultak a légitámadások Theszaloniki ellen.
A zeppelinek egyik legnagyobb háborús teljesítménye az L–59 jelzésű léghajó nevéhez köthető. 1917. november 21-én a bulgáriai Jamboriból szállt fel, feladataként Német Kelet-Afrikába szállított volna egészségügyi felszerelést, kötszert és egyéb hadianyagot. Elindulása után két nappal már a Nílus felett járt, amikor táviratot kaptak: „Visszatérni, mert Kelet-Afrikát elfoglalták!” (az üzenet ellentmondása, hogy Kelet-Afrikában a német egységek 1918. novemberéig tartottak ki). Ennek következtében, bár az akció nem érte el a tervezett célját, de az L–59 és személyzete így is bekerült a történelemkönyvekbe: 96 órás útja során 7300 kilométeres utat tett meg, ez máig a leghosszabb, leszállás nélkül levegőben töltött időtartam a katonai repülés történetében!
A német előny ellenére az antant is kísérletezett léghajók alkalmazásával, több-kevesebb sikerrel. Franciaország 10 kormányozható léghajóval lépett be a háborúba. A legtragikusabb sors a „Dupuy-de-Lome” elnevezésűnek jutott, amikor 1914. augusztus 14-én Reims városa felett lebegett és a franciák a zeppelinektől való félelmükben a saját léghajójukat zeppelinnek nézték, majd géppuska és puskatűzzel árasztották el. A jármű kigyulladt és személyzetével együtt porrá égett. Feljegyzések alapján 63 vállalkozásban vettek részt francia hadiléghajók a háború során. Anglia 1908 óta épített félmerev és merev vázú tengerészeti léghajókat, elsősorban a brit partok és a La Manche csatorna ellenőrzésére, s bár német minták alapján dolgoztak, de gyártmányaik tökéletessége messze elmaradt a németeké mögött. Összességében elmondható, hogy az antant léghajóit (a fent említett francia és brit járműveken túl Olaszország és Oroszország is rendelkezett elenyésző számú léghajóval) elszórt szárazföldi vállalkozások mellett elsősorban tengeri aknakutatásra alkalmazták.
Ahogy teltek a pusztító háborús évek, egyre inkább megmutatkozott a repülőgép fölénye a léghajóval szemben, emellett a légvédelem is fokozatosan fejlődött, így a Nagy-Britannia ellen folytatott zeppelintámadásokat beszüntették és feloszlatták a nyugati hadszíntér léghajó-alakulatait (az 1917. október 20-i londoni támadásnál öt zeppelin pusztult el egy nap alatt). A világháború során katonai használatra összesen 87 zeppelint adtak át a hadseregnek, ebből 60 semmisült meg, részben baleset, részben harci cselekmények miatt.
Farkas Sebestyén Lőrinc