Syyskuun 19. päivänä 1783 Montgolfierien rakentama Aerostat Réveillon lensi ensimmäiset oliot: lammas, ankka ja kukko. Seuraavaksi veljekset rakensivat ihmisille 1 700 kuutiometrin kokoisen, 23 metriä korkean ja 14 metriä halkaisijaltaan olevan rakenteen. Marraskuun 21. päivänä 1783 Jean-François Pilâtre de Rozier ja markiisi d’Arlandes nousivat ilmapallolla korkeuksiin – se oli ensimmäinen ihmisen suorittama vapaa lento.
Joseph michel ja Jacques étienne montgolfier olivat kaksi 16-lapsisesta perheestä. Joseph syntyi 26. elokuuta 1740 ja Jacques 6. tammikuuta 1745, molemmat Annonayssa, Ranskassa. Kaksikosta kasvoi merkittäviä keksijöitä, jotka esittivät ensimmäisen käytännön kuumailmapallon, joka oli tärkeä virstanpylväs ilmailun historiassa. Joseph oli stereotyyppinen keksijä – omapäinen ja epäkäytännöllinen uneksija. Jacques oli pragmaattisempi ja koulutukseltaan arkkitehti.
Ajatus ilmapallon rakentamisesta tuli Josephille ensimmäisen kerran, kun hän tuijotti nuotiota. Kun hän katseli savua ja kaasua, joka sinkoili kipinöitä korkealle taivaalle, hänelle valkeni ajatus, että jos hän vain saisi vangittua tämän ainutlaatuisen kaasun suljettuun kevyeen pussiin, pussi nousisi maasta. Alustavien kokeilujen jälkeen veljekset tekivät ensimmäisen suuren lentonsa 14. joulukuuta 1782. Kun he pitivät liekkiä lähellä pussin pohjalla olevaa aukkoa (jota kutsuttiin baloniksi), se laajeni ja leijui hallitsemattomasti ylös ja pois. Montgolfierit uskoivat löytäneensä uuden, ilmaa kevyemmän kaasun, jota he kutsuivat ”Montgolfier-kaasuksi”. Tosiasiassa kaasu oli itse ilmaa, joka kuumentuessaan muuttui entistä kelluvammaksi. Kesäkuun 4. päivänä 1783 Montgolfierin veljekset laukaisivat vasta rakennetun aluksen Annonay’ssa arvovaltaisten henkilöiden läsnä ollessa. Pallomainen ilmapallo oli säkkikankaasta, jonka sisällä oli kolme ohutta paperikerrosta. Sitä pitivät koossa 1 800 nappia, ja sen ulkopuoli oli päällystetty vahvistavalla naruverkolla. Se lensi 10 minuutin ajan 2 kilometrin matkan ja saavutti arviolta 1,6-2 kilometrin korkeuden. Sana tästä ällistyttävästä saavutuksesta levisi nopeasti Pariisiin.
Seuraavana oli ihmisen lento. Yhteistyössä menestyneen tapettivalmistajan Jean-Baptiste Réveillonin kanssa Jacques rakensi 1 060 kuutiometrin ilmapallon taftista, joka oli päällystetty alunalakalla (jolla on paloturvallisia ominaisuuksia). Se maalattiin taivaansiniseksi, ja siinä oli kultaisia koristeita ja eläinradan merkkejä. Jotkut ehdottivat rikollisen laukaisemista siinä, mutta varovaiset keksijät pitivät eläimiä parempana. Syyskuun 19. päivänä 1783 Aerostat Réveillon nousi ilmaan ensimmäisten eläinten kanssa: lampaan, ankan ja kukon. Lampaan fysiologian uskottiin muistuttavan ihmisen fysiologiaa. Ankan uskottiin pysyvän vahingoittumattomana, mutta kukko otettiin mukaan, jotta nähtäisiin, kärsisikö se korkeammilla korkeuksilla mistään haitoista. Demonstraatio suoritettiin Versailles’n kuninkaallisessa palatsissa kuningas Ludvig XVI:n, kuningatar Marie Antoinetten ja mammuttiyleisön edessä, jonka määräksi arvioitiin noin 130 000. Lento kesti noin kahdeksan minuuttia ja sen pituus oli 3,2 kilometriä. Alus toi matkustajansa turvallisesti takaisin maahan, eivätkä he olleet järkyttyneitä ainutlaatuisesta kokemuksestaan.
Ihmisten kuljettamiseen tarvittiin suurempi ilmapallo. Veljekset alkoivat rakentaa 1700 kuutiometrin kokoista rakennelmaa, joka oli 23 metriä korkea ja halkaisijaltaan 14 metriä. Sitä testattiin ensimmäisen kerran köysilennoilla, joilla se vei korkeuksiin Jean-François Pilâtre de Rozier’n, nuoren lääkärin. Marraskuun 21. päivänä 1783 Pilâtre de Rozier teki ensimmäisen ihmisen vapaan lennon yhdessä armeijan upseerin, markiisi d’Arlandesin kanssa. Ilmapallo oli varustettu palokorilla, johon miehet syöttivät polttoainetta pitääkseen kuomun ilman kuumana. Aeronautit pysyivät ilmassa 25 minuuttia ja saavuttivat luultavasti 450 metrin maksimikorkeuden ennen laskeutumistaan läntiselle esikaupunkialueelle, noin 8,5 kilometrin päähän Pariisista.
Ympäri maailmaa arvostetut sisarukset saivat kunnianosoituksen Ranskan Académie des Sciences -järjestöltä. Heidän maineensa jäi kuitenkin lyhytaikaiseksi. Kesäkuun 15. päivänä 1785 Pilâtre de Rozier menehtyi, kun hänen ilmapallonsa räjähti, ja hänestä tuli ensimmäinen ilmailun uhri. Lisäksi Henry Cavendish oli löytänyt vedyn vuonna 1766, ja ranskalainen fyysikko Jacques Charles oli alkanut kehittää vetypalloa, joka pian jätti Montgolfierien kuumailmapallon varjoonsa. Vety oli vallitseva kaasu ilmapallotekniikassa seuraavat 180 vuotta, kunnes räjähdykset alkoivat vaatia suurta veroa ja se korvattiin inertillä kaasulla, heliumilla.