Den 19. september 1783 fløj den Aerostat Réveillon, som Montgolfier-familien havde bygget, med de første væsner: et får, en and og en hane. Dernæst konstruerede brødrene en 1.700 kubikmeter stor konstruktion, der var 23 m høj og 14 m i diameter, til mennesker. Den 21. november 1783 fløj Jean-François Pilâtre de Rozier og Marquis d’Arlandes i luften med ballonen – den første frie flyvning af mennesker.
Joseph michel og Jacques étienne montgolfier var to af en familie på 16 børn. Joseph blev født den 26. august 1740 og Jacques den 6. januar 1745, begge i Annonay, Frankrig. Duoen voksede op og blev fremtrædende opfindere, der demonstrerede den første praktiske luftballon, hvilket var en vigtig milepæl i luftfartens historie. Joseph var en stereotyp opfinder – en ufaglærd og en upraktisk drømmer. Jacques var mere pragmatisk og uddannet som arkitekt.
Josef fik først ideen om ballonflyvning, da han stirrede på et bål. Da han så røgen og gassen spyede gnister højt op i himlen, opstod den idé, at hvis bare han kunne fange denne unikke gas inde i en lukket letvægtspose, ville posen stige op fra jorden. Efter indledende forsøg foretog brødrene deres første store flyvning den 14. december 1782. Da de holdt en flamme tæt på åbningen i bunden af posen (kaldet en balon), udvidede den sig og svævede op og væk uden at være under kontrol. Montgolfier-brødrene troede, at de havde opdaget en ny gas, som de kaldte “Montgolfier-gas”, og som var lettere end luft. I virkeligheden var gassen selve luften, som blev mere flydende, når den blev opvarmet. Den 4. juni 1783 søsatte Montgolfier-brødrene et nybygget fartøj i Annonay foran en gruppe dignitarister. Den kugleformede ballon var af sækkelærred med tre tynde lag papir indeni. Den blev holdt sammen af 1 800 knapper med et forstærkende fiskenet af snor, der dækkede ydersiden. Den fløj i 10 minutter over en afstand på 2 km og nåede en anslået højde på mellem 1,6 km og 2 km. Rygtet om denne fantastiske bedrift nåede hurtigt frem til Paris.
Det næste var menneskets flyvning. I samarbejde med den succesrige tapetfabrikant Jean-Baptiste Réveillon konstruerede Jacques en 1.060 kubikmeter stor ballon af taft, der var belagt med en lak af alun (som har brandhæmmende egenskaber). Den blev malet himmelblå og var forsynet med gyldne blomster og stjernetegn. Nogle foreslog at sende en forbryder ud i den, men de forsigtige opfindere foretrak dyr. Den 19. september 1783 gik Aerostat Réveillon i luften med de første væsener: et får, en and og en hane. Fårets fysiologi blev anset for at ligne et menneskes fysiologi. Mens man forventede, at anden ville være uskadt, blev hanen medtaget for at se, om den ville få nogen bivirkninger i større højder. Demonstrationen blev udført på det kongelige palads i Versailles foran kong Louis XVI, dronning Marie Antoinette og en kæmpestor menneskemængde, der blev anslået til omkring 130.000 mennesker. Flyvningen varede ca. otte minutter og tilbagelagde en strækning på 3,2 km. Fartøjet bragte sine beboere sikkert tilbage til jorden uden at blive påvirket af deres unikke oplevelse.
For at kunne transportere mennesker var det nødvendigt med en større ballon. Brødrene begyndte at konstruere en 1.700 kubikmeter stor konstruktion, der var 23 m høj og 14 m i diameter. Den blev første gang afprøvet ved en fastgjort flyvning med Jean-François Pilâtre de Rozier, en ung læge, i luften. Den 21. november 1783 foretog Pilâtre de Rozier sammen med en officer fra hæren, markis d’Arlandes, den første frie flyvning af et menneske. Ballonen var udstyret med en ildkurv, som de to mænd forsynede med brændstof for at holde luften i baldakinen varm. Aeronauterne forblev i luften i 25 minutter og nåede sandsynligvis en maksimal højde på 450 m, inden de landede i de vestlige udkantsområder, ca. 8,5 km fra Paris.
Søskendeparret blev hyldet over hele verden af det franske videnskabsakademi og blev hædret af Académie des Sciences. Deres berømmelse var dog kortvarig. Den 15. juni 1785 omkom Pilâtre de Rozier, da hans ballon eksploderede, og han blev dermed det første offer for luftfarten. Henry Cavendish havde også opdaget brint i 1766, og den franske fysiker Jacques Charles var begyndt at perfektionere en brintballon, som snart overhalede Montgolfiernes varmluftballon. Brint var den fremherskende gas i ballonteknologien i de næste 180 år, indtil eksplosioner begyndte at koste dyrt, og den blev erstattet af helium, en inert gas.