De twee broers namen proeven met papieren zakken,die met de open kant boven het vuur werden gehouden.
De lucht onder en in de zak werd verwarmd en steeg op. De broers experimenteerden er driftig op los,volledig gegrepen door de wens om op te stijgen, te vliegen, te zweven.
Op 5 juni 1783 steeg in de buurt van Lyon de eerst onbemande luchtballon op, ging 2000 meter de lucht in en kwam tien minuten later en tweeenhalve kilometer verder weer op aarde terug. Na twee mislukte pogingen ging in september van dat jaar de eerst grote heteluchtballon de lucht in met aan boord een schaap,een haan en eend. Na een vlucht van twee kilometer was de voorverwarmde lucht zover afgekoeld dat de mand met inhoud naar beneden kwam. Ongedeerd,de beestjes kregen een plaatsje in de Franse koninklijke stallen,hun risicovolle vlucht werd vorstelijk beloond. De broers Montgolfier maakten van linnen en papier een grotere ballon met een doorsnede van 15,5 meter en een hoogte van 23 meter.
In Frankrijk onstond een hevige discussie over wie in de mand moest. De koning XVI stelde voor twee tot levenslang veroordeelde misdadigers mee te nemen die zo gratie kon verdienen. Pilatre de Rozier verzette zich hevig tegen dit plan, stel je voor dat die misdadigers met de eer aan de haal gingen om als eerste mensen in het luchtruim te zweven. Nee, die eer kwam de Franse edelen toe,hij stapte toen zelf maar in. Samen met markies d'Arlandes steeg hij op vanaf het Bois de Boulogne op 21 november 1783. Duizenden toeschouwers hielden hun adem in toen de ballon, rook en vlammen spuwend,van de grond kwam. Ze stookten voortdurend stro om de lucht warm te houden, de ballon moest worden nat gehouden met sponsen om te voorkomen dat deze door vuurvonken in brand zou vliegen. De beide edelen werkten zich in het zweet om als eersten in het eerste hoofdstuk in de geschiedenis van de vliegende mens genoteerd te worden. Met behulp van de wind,kletsnat en zwart van de rook slaagden zij erin 9 km af te leggen in 25 minuten.
Voorgoed beroemd.
In datzelfde jaar 1783 experimenteerde de natuurkundige Jacques Charles, zoon van Erasmus Darwin, eveneens met ballonnen. Zijn techniek was volledig anders, Charles gebruikte wat hij noemde brandbare lucht:waterstof,in 1766 ontdekt door de Engelsman Cavendish. Dit gas is lichter dan lucht,waardoor een met waterstof gevulde ballon een stijgkracht ondervindt. Eind augustus werd er een proefvlucht gemaakt met de gasballon. Na een vlucht van 20 km barstte de ballon open en stortte neer. De verschrikte boeren hielden het ding voor een product van de duivel, temeer daar er een verschrikkelijke stank vanaf kwam en namen de ballon op de hooivork. Op 1 december steeg Charles op, samen met Aime Robert, het ging geweldig, ze bleven 2 uur in de lucht en legden een afstand af van 40 km. Naar schatting 200.000 mensen sloegen het evenement vanaf de Tuilerien gade.
Na de eerste vlucht van Charles met een waterstofballon kwam de ballonvaart in een stroomversnelling.
In 1785 maakte de Amerikaan Jeffries met een waterstofballon de eerste Kanaal-oversteek.