1914年7月一戰爆發後，與英國結盟又早已覬覦德國山東權益的日本也在8月23日對德宣戰。此時德國在山東青島僅有2架軍用飛機，且其中一架開戰前由於飛行員失誤已經損毀。日本海軍「航空術研究委員會」委員長山路一善認識到，這樣一個具備一定實力但又遠不如日軍的對手可以滿足海軍航空兵對於各種科目的實戰演練要求。
德國控制青島時期發行的明信片
日本海軍接受了其建議，1914年8月10日海軍大臣八代六郎下令將運輸艦「若宮」號改為水上飛機母艦，並於8月15日完成相關改造。8月19日，日本海軍在橫須賀組建了由「若宮」號、4架法爾曼水上飛機和7名駕駛員組成的海軍航空隊。陸軍方面8月20日開始對航空器材和人員進行動員，23日組建由5架飛機和8名飛行員組成的「臨時編成航空隊」。
日本對德宣戰後，8月28日陸軍部隊飛機乘船從宇品港出發於9月2日到達龍口，以此為根據地組裝飛機並搜尋可以用作機場的土地。9月21日即墨機場完工並正式將其飛機部隊投入實戰。海軍方面，「若宮」號搭載海軍飛機於8月29日出發，9月1日抵達青島外海並歸入海軍第4戰隊麾下，隨後於同日對靈山島附近的德軍驅逐艦進行警戒監視。
「若宮丸」號水上飛機母艦 日本海軍航空兵的起源
開戰之後日軍的作戰行動主要集中在以下幾個方面：
（1）偵察及轟炸活動
在9月5日第一次飛行中，日本海軍飛機就確認了德軍巡洋艦「埃姆登號、「凱瑟琳-伊莉莎伯」號及魚雷艦S90等的位置。在對地面目標偵察方面，海軍飛機對埃爾克納角到艾貝林角之間的區域、薛家島附近區域及遊內山附近區域內的德軍布防情況進行了偵察。這些情報為日軍開戰之初的戰略部署提供了重要參考。第2艦隊司令加藤定吉發給「若宮」的電報中稱飛機對敵情的偵察為此後作戰產生了極為有益的影響。
由於德軍在青島修建了大量炮台和要塞，對要塞的形狀及防線走勢進行觀測並尋找突破口也成了陸海軍飛機的重要任務。在9月29日的偵察中，海軍飛機發現了22門中口徑火炮和4門大口徑火炮的分布位置，為日軍炮兵指明了攻擊目標。陸軍飛機則透過偵察確定了德軍堡壘防線的大致走向及形狀。飛行偵察員在10月6日送出的報告中指出：小湛山至海泊河口一線是青島要塞防線的薄弱環節；德軍核心防禦線左翼防守比較薄弱，中央及右翼方面相對比較堅固。陸軍飛機對於德軍防線弱點的判斷對地面部隊的攻擊產生了極為有益的參考作用，在11月6日的攻堅戰中，小湛山北部堡壘也成為日軍攻破德軍防線的突破口。
1914年9月18日，日軍在嶗山灣登陸
除了偵察，如何透過轟炸等形式的作戰手段發揮飛機的殺傷效用也是日軍飛機部隊在此次作戰中的重要研究任務。日本海軍飛機1914年9月5日第一次升空作戰就進行了轟炸任務， 返航後發現機翼中彈十五發， 這次轟炸也是人類戰爭史上首次由艦載航空兵執行的轟炸任務。在作戰中，海軍飛機的轟炸方法和實戰裝備也取得了進步，到戰役結束日本海軍已經研制出3英寸、4.7英寸和5英寸三種口徑的航空炸彈。
德軍S90號魚雷艇
海軍飛機的轟炸目標涵蓋了德軍的海岸炮台、水面艦艇及總督府等各種重要設施，轟炸次數也比較頻繁。如在10月31日海軍共執行6次轟炸任務，向灰泉角炮台、德軍機庫、大西鎮炮台、遊內山炮台等地投彈30枚，對德軍造成相當大的威懾。除了對地面目標的轟炸，對海上艦艇的轟炸也是海軍飛機重要任務。在德國巡洋艦「埃姆登」號駛離青島後，德軍新型魚雷艦S90就成了日本水面艦艇的最大威脅，圍剿這艘軍艦也成了海軍飛機對海作戰的主要任務。
青島戰役中，日本海軍飛機從9月16日就對S90執行轟炸任務，先後轟炸五次，投彈39枚無一命中。S90在10月18日淩晨突圍中絕地反擊，擊沈了日軍「高千穗」號巡洋艦。之後由於在日照石臼所岸邊撞上暗礁讓其徹底無法航行，德軍水兵們只好棄船上岸並引爆了S90號。
被S-90擊沈的日軍高千穗號巡洋艦
整個青島戰役中，日本海軍飛機投彈雖然多達199枚，但直接命中目標的只有8枚，不確定是否命中的有16枚，完全沒有命中的多達175枚！當然雖然命中率很低，不過還是摧毀了不少重要目標，比如炸毀了德軍在訊號山上的無線電台，10月22日炸毀了德軍的發電所等，這些戰果在一定程度上削弱了德軍的作戰能力。
而日本陸軍飛機雖然在1913年演習中也模擬了轟炸行動，但訓練和實戰裝備研制進度都落後於海軍，在9月27日才執行首次轟炸任務。當天陸軍飛機出動3架次轟炸 奧匈帝國海軍防護巡洋艦凱瑟琳伊莉莎伯號，德國魚雷艇S-90號及德國炮艦美洲虎號 ， 在700米高度投彈8枚，但無一命中。 當時日軍沒有專門的航空炸彈與投彈瞄準器，只是將80毫米與120毫米炮彈尾部臨時加上尾翼後懸掛於機體，用機艙底部繪制的簡易瞄準器進行瞄準，然後用刀割斷懸掛炸彈的繩索扔下。 這三艘軍艦則以機槍炮猛烈反擊，返航後紐波特型單翼機發現中機槍彈5發，兩架法爾曼式一架中機槍彈1發，另一架則被機槍彈擊中26發、機關炮彈2發。 雖然日軍飛機沒有受到致命損傷，但這次轟炸行動無疑是一場狼狽的首戰。
電影中的日軍法爾芒飛機上簡易炸彈
整個青島戰役期間，陸軍飛機投彈數量不到海軍的四分之一，所取得的戰果乏善可陳，雖然也對總督府、油料庫和青島火車站等重要目標進行了多次轟炸，但所投炸彈無一命中。當然也並非一無是處， 陸軍飛機從狗塔埠起飛，輪番轟炸了德國嚴密布防的青島電燈廠（又名青島發電所），最終炸毀發電廠蒸汽鍋爐，導致德軍前線各防禦設施基本處於斷電狀態。為日軍自中央堡壘突破德軍防線，於11月完全占領青島立下了汗馬功勞。而德軍於11月7日投降前將該廠徹底破壞。
青島戰役對於日軍航空部隊發展帶來的影響是多方面的，其中最為影響深遠的是造成了陸海軍在作戰任務、航空用兵思想、戰術發展理念等方面的分化。這種分化體現在戰役期間兩支航空兵部隊作戰側重點的不同。
青島電燈廠遭轟炸後的損害情況
青島戰役期間，陸軍飛機部隊整體活動記錄如下：9月21日完成了即墨臨時機場的建設並當日偵察了白沙河、李村兩地的德軍，這是日本陸軍飛機參與實戰的開端。到11月7日青島德軍開城投降，陸軍飛機實際飛行日數30天，共飛行68架次，其中在德軍地面部隊上空39架次，出動次數最多是11月6日有7架次；9架次飛機與德軍飛機進行了4次空戰。總飛行時間89小時，平均每架次飛行時間1小時2分，最大飛行時間2小時，總航程9000公裏。出動7架次有中彈記錄，共中彈59發，沒有人員傷亡和飛機損壞。一共3次使用機槍掃射，耗彈900發，此外9月27日開始轟炸行動共投彈15次44枚。
海軍飛機方面，9月5日就開始了轟炸與偵察行動。整個戰役期間，海軍飛機飛行日數27天，總出動50架次，出動最多是10月31日6架次。總飛行時間71小時，總飛行距離5907公裏，與德軍飛機空戰3次，共投彈199枚。
陸航在狗塔埠（1967年改名改成為紅埠）機場的紐波特單翼機
透過對比數據可以發現，海軍飛機主要以母艦「若宮」號為載體在海上起降作戰，因此可以較早投入實戰。陸軍方面由於遭遇惡劣天氣，且備選機場多因為浸水而無法使用，投入作戰時間也比海軍晚了半個月，顯示了海軍航空兵比陸軍具有更加機動靈活的特點。其次，海軍航空兵在青島戰役期間執行了大部份對地轟炸和對海轟炸任務。陸軍飛機投彈次數較少未有一發命中，且裝備水平落後，證明在用兵思想上海軍相較於陸軍更重視對於轟炸技能的演練。
相較於海軍的進攻性用兵思想，陸軍則把空中偵察放在了航空兵的首要作戰任務，陸軍飛機在偵察活動中表現出了較高水平，比如陸軍飛機僅透過10月5日和10月6日的偵察便準確掌握了青島德軍防線走向和陣地分布，這為日軍制定作戰計劃提供了重要參考依據。在青島戰役結束後的經驗總結中，日本陸軍極為重視航空偵察的作用，不僅強調應當研究針對敵軍空中偵察的隱蔽方法，還提出了應當強化己方飛機在偵察過程中對敵方偽裝的分辨能力，使得偵察在一段時間內成了陸軍飛機部隊的首要作戰任務，這在1922年【航空戰術講習錄】有所體現。
被英日海軍摧毀的俾斯麥要塞大炮
鑒於一戰期間歐洲列強航空部隊在戰場上的活躍與取得的戰果，以及飛機在戰爭中價值的提升，日軍謀求常設航空部隊以適應新的戰爭形勢。1915 年 10 月 14 日陸軍中央部釋出組編航空大隊的命令。新組建的航空大隊也即第一航空大隊由本部、三個中隊、材料廠組成，總員375名。第一、第二中隊為飛機中隊，第三中隊為氣球中隊。1917 年 8 月、1918 年 5 月陸軍又相繼下令組建第二、第三、第四航空大隊( 後改為飛行大隊) ，分別駐屯岐阜、大刀洗和八日市。
綜上所述，透過對青島戰役的總結，日本陸海軍航空部隊都初步找準了自身的發展方向。海軍開始向著重視航空母艦和艦載航空兵並強化飛機越洋作戰能力和對地、對海攻擊能力的方向發展。陸軍則重視飛機的航空偵察能力以及空戰武器與地面作戰的協同關系。顯然，透過青島戰役，日本初步為其航空部隊在展開侵略作戰時應該執行的戰術戰法找準了方向。
若宮丸號吊放1架法爾芒水上飛機
