1914年7月一战爆发后，与英国结盟又早已觊觎德国山东权益的日本也在8月23日对德宣战。此时德国在山东青岛仅有2架军用飞机，且其中一架开战前由于飞行员失误已经损毁。日本海军“航空术研究委员会”委员长山路一善认识到，这样一个具备一定实力但又远不如日军的对手可以满足海军航空兵对于各种科目的实战演练要求。
德国控制青岛时期发行的明信片
日本海军接受了其建议，1914年8月10日海军大臣八代六郎下令将运输舰“若宫”号改为水上飞机母舰，并于8月15日完成相关改造。8月19日，日本海军在横须贺组建了由“若宫”号、4架法尔曼水上飞机和7名驾驶员组成的海军航空队。陆军方面8月20日开始对航空器材和人员进行动员，23日组建由5架飞机和8名飞行员组成的“临时编成航空队”。
日本对德宣战后，8月28日陆军部队飞机乘船从宇品港出发于9月2日到达龙口，以此为根据地组装飞机并搜索可以用作机场的土地。9月21日即墨机场完工并正式将其飞机部队投入实战。海军方面，“若宫”号搭载海军飞机于8月29日出发，9月1日抵达青岛外海并归入海军第4战队麾下，随后于同日对灵山岛附近的德军驱逐舰进行警戒监视。
“若宫丸”号水上飞机母舰 日本海军航空兵的起源
开战之后日军的作战行动主要集中在以下几个方面：
（1）侦察及轰炸活动
在9月5日第一次飞行中，日本海军飞机就确认了德军巡洋舰“埃姆登号、“凯瑟琳-伊丽莎白”号及鱼雷舰S90等的位置。在对地面目标侦察方面，海军飞机对埃尔克纳角到艾贝林角之间的区域、薛家岛附近区域及游内山附近区域内的德军布防情况进行了侦察。这些情报为日军开战之初的战略部署提供了重要参考。第2舰队司令加藤定吉发给“若宫”的电报中称飞机对敌情的侦察为此后作战产生了极为有益的影响。
由于德军在青岛修建了大量炮台和要塞，对要塞的形状及防线走势进行观测并寻找突破口也成了陆海军飞机的重要任务。在9月29日的侦察中，海军飞机发现了22门中口径火炮和4门大口径火炮的分布位置，为日军炮兵指明了攻击目标。陆军飞机则通过侦察确定了德军堡垒防线的大致走向及形状。飞行侦察员在10月6日提交的报告中指出：小湛山至海泊河口一线是青岛要塞防线的薄弱环节；德军核心防御线左翼防守比较薄弱，中央及右翼方面相对比较坚固。陆军飞机对于德军防线弱点的判断对地面部队的攻击产生了极为有益的参考作用，在11月6日的攻坚战中，小湛山北部堡垒也成为日军攻破德军防线的突破口。
1914年9月18日，日军在崂山湾登陆
除了侦察，如何通过轰炸等形式的作战手段发挥飞机的杀伤效用也是日军飞机部队在此次作战中的重要研究任务。日本海军飞机1914年9月5日第一次升空作战就进行了轰炸任务，返航后发现机翼中弹十五发，这次轰炸也是人类战争史上首次由舰载航空兵执行的轰炸任务。在作战中，海军飞机的轰炸方法和实战装备也取得了进步，到战役结束日本海军已经研制出3英寸、4.7英寸和5英寸三种口径的航空炸弹。
德军S90号鱼雷艇
海军飞机的轰炸目标涵盖了德军的海岸炮台、水面舰艇及总督府等各种重要设施，轰炸次数也比较频繁。如在10月31日海军共执行6次轰炸任务，向灰泉角炮台、德军机库、大西镇炮台、游内山炮台等地投弹30枚，对德军造成相当大的威慑。除了对地面目标的轰炸，对海上舰艇的轰炸也是海军飞机重要任务。在德国巡洋舰“埃姆登”号驶离青岛后，德军新型鱼雷舰S90就成了日本水面舰艇的最大威胁，围剿这艘军舰也成了海军飞机对海作战的主要任务。
青岛战役中，日本海军飞机从9月16日就对S90执行轰炸任务，先后轰炸五次，投弹39枚无一命中。S90在10月18日凌晨突围中绝地反击，击沉了日军“高千穗”号巡洋舰。之后由于在日照石臼所岸边撞上暗礁让其彻底无法航行，德军水兵们只好弃船上岸并引爆了S90号。
被S-90击沉的日军高千穗号巡洋舰
整个青岛战役中，日本海军飞机投弹虽然多达199枚，但直接命中目标的只有8枚，不确定是否命中的有16枚，完全没有命中的多达175枚！当然虽然命中率很低，不过还是摧毁了不少重要目标，比如炸毁了德军在信号山上的无线电台，10月22日炸毁了德军的发电所等，这些战果在一定程度上削弱了德军的作战能力。
而日本陆军飞机虽然在1913年演习中也模拟了轰炸行动，但训练和实战装备研制进度都落后于海军，在9月27日才执行首次轰炸任务。当天陆军飞机出动3架次轰炸奥匈帝国海军防护巡洋舰凯瑟琳•伊丽莎白号，德国鱼雷艇S-90号及德国炮舰美洲虎号，在700米高度投弹8枚，但无一命中。当时日军没有专门的航空炸弹与投弹瞄准器，只是将80毫米与120毫米炮弹尾部临时加上尾翼后悬挂于机体，用机舱底部绘制的简易瞄准器进行瞄准，然后用刀割断悬挂炸弹的绳索扔下。这三艘军舰则以机枪炮猛烈反击，返航后纽波特型单翼机发现中机枪弹5发，两架法尔曼式一架中机枪弹1发，另一架则被机枪弹击中26发、机关炮弹2发。虽然日军飞机没有受到致命损伤，但这次轰炸行动无疑是一场狼狈的首战。
电影中的日军法尔芒飞机上简易炸弹
整个青岛战役期间，陆军飞机投弹数量不到海军的四分之一，所取得的战果乏善可陈，虽然也对总督府、油料库和青岛火车站等重要目标进行了多次轰炸，但所投炸弹无一命中。当然也并非一无是处，陆军飞机从狗塔埠起飞，轮番轰炸了德国严密布防的青岛电灯厂（又名青岛发电所），最终炸毁发电厂蒸汽锅炉，导致德军前线各防御设施基本处于断电状态。为日军自中央堡垒突破德军防线，于11月完全占领青岛立下了汗马功劳。而德军于11月7日投降前将该厂彻底破坏。
青岛战役对于日军航空部队发展带来的影响是多方面的，其中最为影响深远的是造成了陆海军在作战任务、航空用兵思想、战术发展理念等方面的分化。这种分化体现在战役期间两支航空兵部队作战侧重点的不同。
青岛电灯厂遭轰炸后的损害情况
青岛战役期间，陆军飞机部队整体活动记录如下：9月21日完成了即墨临时机场的建设并当日侦察了白沙河、李村两地的德军，这是日本陆军飞机参与实战的开端。到11月7日青岛德军开城投降，陆军飞机实际飞行日数30天，共飞行68架次，其中在德军地面部队上空39架次，出动次数最多是11月6日有7架次；9架次飞机与德军飞机进行了4次空战。总飞行时间89小时，平均每架次飞行时间1小时2分，最大飞行时间2小时，总航程9000公里。出动7架次有中弹记录，共中弹59发，没有人员伤亡和飞机损坏。一共3次使用机枪扫射，耗弹900发，此外9月27日开始轰炸行动共投弹15次44枚。
海军飞机方面，9月5日就开始了轰炸与侦察行动。整个战役期间，海军飞机飞行日数27天，总出动50架次，出动最多是10月31日6架次。总飞行时间71小时，总飞行距离5907公里，与德军飞机空战3次，共投弹199枚。
陆航在狗塔埠（1967年改名改成为红埠）机场的纽波特单翼机
通过对比数据可以发现，海军飞机主要以母舰“若宫”号为载体在海上起降作战，因此可以较早投入实战。陆军方面由于遭遇恶劣天气，且备选机场多因为浸水而无法使用，投入作战时间也比海军晚了半个月，显示了海军航空兵比陆军具有更加机动灵活的特点。其次，海军航空兵在青岛战役期间执行了大部分对地轰炸和对海轰炸任务。陆军飞机投弹次数较少未有一发命中，且装备水平落后，证明在用兵思想上海军相较于陆军更重视对于轰炸技能的演练。
相较于海军的进攻性用兵思想，陆军则把空中侦察放在了航空兵的首要作战任务，陆军飞机在侦察活动中表现出了较高水平，比如陆军飞机仅通过10月5日和10月6日的侦察便准确掌握了青岛德军防线走向和阵地分布，这为日军制定作战计划提供了重要参考依据。在青岛战役结束后的经验总结中，日本陆军极为重视航空侦察的作用，不仅强调应当研究针对敌军空中侦察的隐蔽方法，还提出了应当强化己方飞机在侦察过程中对敌方伪装的分辨能力，使得侦察在一段时间内成了陆军飞机部队的首要作战任务，这在1922年《航空战术讲习录》有所体现。
被英日海军摧毁的俾斯麦要塞大炮
鉴于一战期间欧洲列强航空部队在战场上的活跃与取得的战果，以及飞机在战争中价值的提升，日军谋求常设航空部队以适应新的战争形势。1915 年 10 月 14 日陆军中央部发布组编航空大队的命令。新组建的航空大队也即第一航空大队由本部、三个中队、材料厂组成，总员375名。第一、第二中队为飞机中队，第三中队为气球中队。1917 年 8 月、1918 年 5 月陆军又相继下令组建第二、第三、第四航空大队( 后改为飞行大队) ，分别驻屯岐阜、大刀洗和八日市。
综上所述，通过对青岛战役的总结，日本陆海军航空部队都初步找准了自身的发展方向。海军开始向着重视航空母舰和舰载航空兵并强化飞机越洋作战能力和对地、对海攻击能力的方向发展。陆军则重视飞机的航空侦察能力以及空战武器与地面作战的协同关系。显然，通过青岛战役，日本初步为其航空部队在展开侵略作战时应该执行的战术战法找准了方向。
若宫丸号吊放1架法尔芒水上飞机