Ещё в 1892 году русский учёный в скромной статье «О парении птиц» объяснял, каким образом могут птицы парить в воздухе с распростёртыми крыльями, и теоретически доказал, что можно построить аппараты для искусственного парения, что они будут устойчивы и даже смогут совершать мёртвые петли и фигуры высшего пилотажа. В 1897 году появляется статья Жуковского «О наивыгоднейшем угле наклона аэропланов».

В 1902 году Жуковский построил в Московском университете аэродинамическую трубу. В неё он помещал модели, мощный вентилятор гнал им навстречу воздух.

В 1904 году на базе его лаборатории был создан первый в мире институт аэродинамических исследований. Он расположился в подмосковном посёлке Кучино. Именно там Жуковский сделал своё главное открытие — нашёл источник подъёмной силы крыла и дал формулу для расчёта этой силы. Так стал возможен математический расчёт любого летательного аппарата. До сих пор во всём мире курс аэродинамики начинают читать с изложения теории подъёмной силы, разработанной Жуковским. Основываясь на своих открытиях, учёный также разработал теорию крыла самолёта, методы расчёта воздушных винтов и динамики полёта.

В 1910 году Жуковский создал аэродинамическую лабораторию при Московском высшем техническом училище. В ней Жуковский занимался исследованием воздушных винтов. В этой лаборатории и начинали работу студенты Жуковского, в будущем ставшие известными учёными, — И. Сикорский, А. Туполев, С. Чаплыгин. В институте была разработана методика математического расчёта летательного аппарата.

Во время войны 1914–1918 годов кружок Жуковского при МВТУ превратился по инициативе своего руководителя в расчётно-испытательное бюро для проверки аэродинамических свойств самолётов, к строительству которых едва-едва начала приступать Россия.

Ещё до войны при том же техническом училище Жуковский организовал курсы авиации. Отсюда вышли первые русские лётчики. Здесь Жуковский начал первым в мире читать свой курс лекций о теоретических основах воздухоплавания. В 1918 году курсы были преобразованы в Московский институт инженеров воздушного флота, ставший затем Академией воздушного флота имени Жуковского.

Для авиационных конструкторов неожиданно приобрели значение также многие из тех работ великого учёного, которые сам он не связывал с авиацией. Таковы его работы по гидродинамике. Жуковский исследовал законы, управляющие поведением тел в жидкой среде, чтобы заставить эти законы служить человеку, творцу техники. Но при огромных скоростях нынешних самолётов и воздух ведёт себя как жидкость. Так формулы гидродинамических исследований Жуковского тоже участвуют в процессе создания новых самолётов.

Жуковский был не только теоретиком, но и практиком. Однажды к нему обратились из дирекции московского водопровода с просьбой усовершенствовать водопроводный кран. Дело заключалось в том, что если резко закрывать краны, то лопались водопроводные трубы. Жуковский установил, что это происходит в результате ударной волны, возникавшей в трубе при резком закрытии крана. По его совету конструкция кранов была изменена, и разрывы труб прекратились. Теперь эта конструкция применяется во всём мире.

После Октябрьской революции Николай Егорович сумел сделать немногие оставшиеся ему годы жизни годами плодотворного, напряжённого творчества.

Семидесятилетний старик в годы нищеты и разрухи, ранним утром, пешком, по занесённым снегом улицам шёл в училище, потом через весь город в университет — часто только для того, чтобы прочесть лекцию трём-четырём студентам. Неустройства быта проходили мимо него. Жуковский не замечал их, как раньше не замечал комфорта, которым его окружала семья.

В 1918 году был создан Центральный институт аэро- и гидродинамики (ЦАГИ). Первоначальная работа по организации института протекала в отведённой для этого столовой квартиры Николая Егоровича.

ЦАГИ стал крупным центром научных исследований в области самолётостроения. Именно там был разработан самолёт АНТ-25, на котором Валерий Чкалов совершил беспосадочный перелёт в Америку.

По идее и при непосредственном участии Жуковского было создано крупнейшее авиационное учебное заведение — Московский авиационный институт (МАИ), а также Военно-воздушная академия, которая теперь носит его имя.

Этот потомок русских богатырей заболел весной 1920 года воспалением лёгких, затем паралич, последовавший за известием о смерти дочери, затем брюшной тиф в декабре и новый апоплексический удар весной следующего года.

17 марта 1921 года Жуковский умер.

Иван Петрович Павлов — выдающийся учёный, гордость отечественной науки, «первый физиолог мира», как назвали его коллеги на одном из международных съездов. Ему была присуждена Нобелевская премия, его избрали почётным членом ста тридцати академий и научных обществ.

Ни один из русских учёных того времени, даже Менделеев, не получил такой известности за рубежом. «Это звезда, которая освещает мир, проливая свет на ещё не изведанные пути», — говорил о нём Герберт Уэллс. Его называли «романтической, почти легендарной личностью», «гражданином мира».