第一架水上飛機是由法國工程師亨利·法布爾於1910年3月展示的Le Canard。第一次正式有水上飛機這個稱呼則是1913年英國邱吉爾所提出的。水上飛機與使用陸上機場的飛機發展的時間相當接近，早期發展的著眼點在於：

地球上超過70%的面積是水所覆蓋，包過海洋，湖泊與河川，這些都是水上飛機可以操作的區域。

早期陸上機場數量不多，許多機場的跑道並未經過適當的整理，早期的起落架容易產生意外。

即使有跑道的機場也會因為風向的關係限制飛機起降的方向，水上飛機受到的限制較小。

對於陸地面積較小但是被水環繞的地區，或者是遠距離航線上沒有可以使用的機場時，只有水上飛機能夠到達這些地點。

有些需要跑道長度特別高的飛機，像是大型客機或者是競速機，水面給予他們良好的起降場所。

第一次世界大戰期間

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第一次世界大戰期間，水上飛機已經被搭載於巡洋艦噸位以上的艦艇上擔任偵查與協助艦炮射擊的任務，同時也擔任反潛、船團護航、沿海巡邏與轟炸等各種任務。並發展出水上飛機母艦作專用載台。

第二次世界大戰期間

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第二次世界大戰期間，民航業的發展逐漸興起，雖然許多大型飛機的航程可以抵達過去無法到達的地區，可是機場嚴重缺乏或者是跑道狀況不佳的狀況，使得水上飛機成為這些航線的最佳候選者。諸如由英國前往印度或是澳大利亞等國家航線都在這個時間陸續建立。即使大型飛機的航程足夠飛越某些海洋地區，然而在航線途中欠缺機場的狀況下，萬一陸上飛機發上故障或者是需要緊急降落時，將會產生嚴重的困擾，而水上飛機恰巧得以滿足這些方面的需求。

此外，各種競速機比賽的參加者也多利用水上飛機作為設計的型態，這是著眼於高速飛行下需要很長的跑道降落，為了減少比賽地區的限制，利用水面起降是一種極佳的解決方式。雖然浮筒與相關的結構會產生額外的阻力與重量，這個階段許多競速機都有非常優異的成績，像是英國超級馬林（Supermarine）的S.6B競速機曾經拿下1931年史奈德盃競速比賽的冠軍，而他在該年創下最高的飛行紀錄是651.2公里/時的高速。

二次世界大戰

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日本打算轟炸巴拿馬運河的晴嵐

史上最大型的水上飛機休斯H-4大力神

二次世界大戰時期水上飛機的使用與發展到達一個巔峰的狀態，包括美國、英國、德國、日本與義大利都有各種軍用水上飛機，這些飛機除了繼續他們的前輩所擔負的巡邏、護航、偵查、反潛、轟炸與射擊標定之外，也擔任對其他海上目標的魚雷攻擊，或者是對其他的水上飛機進行空戰等等，

日本的愛知飛機公司甚至設計出可以搭載於伊-400號潛特型潛艇的特殊轟炸機：M6A1晴嵐，預備對巴拿馬運河進行轟炸，阻斷美國海軍增援太平洋戰區的速率。

戰爭期間美軍曾向休斯飞机公司採購一架越洋運輸機，霍华德·休斯因而開發出巨型飛行艇休斯H-4大力神，然而該機實際上到戰爭結束才完成，而且噪音、耗油量、舒適與安全性均不佳，結果遭放棄採用。H-4大力神至今仍是最大的飛機之一，翼展仍是世界第一，高度同A380，長度僅次An-225。

二戰之後

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非常少見的噴射水上戰鬥機：美國F2Y海標槍

日本海上自衛隊的救難機US-2飛行艇（日语：US-2_(航空機)）

二次世界大戰時期，陸上機場的數量大幅增加，跑道品質較以往進步，飛機的性能與可靠性也顯著提升，同時空中加油技術逐漸成熟，水上飛機的地位開始受到影響，不過在1950年代還是有新的研發計畫，包括美國海軍的F2Y海標式噴射水上戰鬥機計畫。

此外，民間使用水上飛機的用途也從運輸擴展到救護與消防等其他工作上面，尤其是利用水上飛機可以在水面降落的同時，吸取大量的淡水進行森林火災的撲滅或壓制，這個優點至今仍然是直升機跟傳統陸基起飛的飛機無法取代的。

然而，各種飛機技術的進展與相關設備的完善，使得水上飛機的優勢慢慢的消失，特別是在遠程跨洋航線上，陸上起降的噴射客機取代水上飛機成為各家航空公司的主流，而噴射動力的特性也必須經過額外處理才能夠使用於水上飛機，同時還得要考慮到避免吸入任何海水的情況。原先水面救護的工作也隨著直升機的成熟化而拱手讓賢。同時原先擔綱偵察或是火砲觀測的任務也被航母艦載機以及傳統火砲軍艦的式微影響而不再被需要。

因此水上飛機逐漸退出軍用環境，僅有少數國家繼續採用擔任救護或者是反潛等任務。民用市場則以救護，消防與中小型交通與運輸為水上飛機的主要活動市場。