莱特一家人住在美国俄亥俄州迪顿市郊。父亲密尔顿·莱特年轻时就读于神学院，后来担任牧师，娶了德籍女子苏珊·凯塞琳·果纳为妻。1867年4月16日，老三威尔伯出生。1871年8月19日，四弟奥维尔出生。
威尔伯和奥维尔弟兄俩都爱好机械，从小就喜欢拆拆弄弄，对时钟、磅秤等这些东西最感兴趣。他们常取出珍藏在“百宝箱”中的弯铁钉、断发条、锈刀片和一段段的铁丝玩耍，让它们散满屋子，叫人无从下脚。
春天，郊外绿草如茵，和风拂面，迪顿镇的居民都喜欢玩风筝，尤其是孩子们的兴趣更浓，彼此比赛，看谁的风筝飞得高。这已经成了当地的一种习俗。威尔伯做的风筝既别致，又飞得特别高，人人都很羡慕。
一天，兄弟俩放完风筝，躺在像地毯似的绿草地上休息，仰望着天空中时而振翅高飞、时而舒展滑翔的老鹰，威尔伯对一旁的弟弟说：“假如身上装一对翅膀，也能像鸟一样在天空中自由地飞来飞去，那该多好！”
升任主教的父亲一年到头在外传教，很少回家。一次他给两兄弟带回一件礼物。这是一只纸扎的蝴蝶。父亲用左手把着纸蝴蝶的腹部，右手绞紧藏在腹部的橡皮盘。父亲手一松，纸蝴蝶就飞了起来。
兄弟俩看得目瞪口呆。一向喜欢动脑筋的奥维尔在心里想：小小的纸蝴蝶飞不高，只能飞几尺远，如果把它放大了，是不是会飞得更高更远呢？他把想做一只体积较大又有一定重量的会飞的“鸟儿”的想法告诉了威尔伯。
大哥和二哥在外地上学，所以有许多家务事要在家乡上学的威尔伯和奥维尔做。每天放学帮妈妈做完事，他们就埋头制作“大鸟”。几天后，缚有橡皮筋的“大鸟”终于完成。可它刚飞起来，就被树枝钩破了。这使得他们非常沮丧。
威尔伯高中毕业后，兄弟俩创办了《迪顿周报》。报社业务蒸蒸日上，他们手头颇有积蓄。母亲患有肺结核，兄弟俩买了不少滋补品，怎奈她吃不下去，身体日益衰弱。母亲去世前，把兄弟俩叫到床前，嘱咐他们要以自己的聪明才智为公众服务。
莱特兄弟的事业颇有成就，但他们仍念念不忘感兴趣的机械。1894年的一天，他们把报社典当给一家新闻通讯社，在闹市区租下一间店面，挂上“莱特兄弟自行车行”的招牌，正式经营他们拿手的事业了。
“莱特兄弟自行车行”兴旺发达，他们请好朋友爱德帮助照料店务，又雇用了几个帮手。但只要一有空，哪怕电闪雷鸣刮风下雨，兄弟俩都会跑到郊外去放风筝。这让周围的人觉得很奇怪。其实，他们是在观察各种天气下的风力和气流。
他们还反复阅读动物学著作，了解鸟类的骨骼组织及振翅起飞的动作，常常到室外观察鸟的飞行。有一次，一群大雁从头顶上飞过，他们不顾一切地冲出屋观看，使得店里的顾客大吃一惊，以为什么地方发生了火灾。
就在莱特兄弟研究飞机的几十年前，先后有几位英国人发明了滑翔机和飞艇，但他们的飞行都失败了。1896年8月的一天，传来一个令人惋惜的消息：德国人奥托·李连达在试飞他发明的滑翔机时，不幸机毁人亡。
莱特兄弟并未因别人的失败而气馁。他们精心设计了一种箱形风筝。“箱子”的两测系着四根绳子，风筝上采用了某些自行车零件。设计这种奇怪风筝的目的，是为了弄明白浮在空中的物体如何才能稳定地飞行和自由改变方向。
威尔伯写信给华盛顿史密斯尼安研究所的蓝格勒教授请求帮助。蓝格勒是美国著名的科学家，也热衷于飞行器的研究。他很高兴有莱特兄弟这种志同道合的朋友，非常热心地给他们寄来许多这方面的文献和书籍。
1900年，经过几个月的忙碌，莱特兄弟用木头、布料制成一架滑翔机，经过长途跋涉，来到大西洋沿岸的基蒂霍克，这个荒凉的小渔村外有一望无垠的沙滩和适合起飞的小山丘，常年吹着强劲的海风，是个理想的试飞点。
头两天风太小，试飞没成功。第三天，风速达到每秒8米，威尔伯再度爬上机身，俯伏在下层机翼上，奥维尔拉着绳索往前跑。机翼轻飘飘地浮起来了。威尔伯小心地操纵着，只见机身离地2.5米向前滑行，沙滩急速往后退去。
虽然只滑翔了30米但毕竟能够飞行了。这第一次成功鼓舞了莱特兄弟。他们回到迪顿镇后，立即模仿鸟的翅膀，做成各种曲面的机翼，在自己设计的风洞中做试验，测定机翼上产生的阻力和浮力。
1901年春，威尔伯和奥维尔改进了奥托·李连达的计算，制造了第二号滑翔机。这不是对前人的模仿，而是基于自己实验产生的新飞机。新飞机更大，机前有升降舵，机后装有方向舵。这些装置可以使机身保持平稳，并能变换飞行方向。
这年秋天，改进后的第三号滑翔机升空了。第三号滑翔机在强风和微风下都能飞，在空中逗留了30秒之久。这样的成就，连他们自己都深感意外。他们接着又着手制造了第四号滑翔机。在基蒂霍克共进行3000余次滑翔飞行试验。
滑翔机再好，不借助风力就不能飞行。两兄弟的脑海里一直在想这个问题。他们一回到迪顿镇，立即将自行车改为飞机制造厂。可在当时，几乎所有的人都不相信人类可以在天空飞行，就连某些著名的科学家也不例外。
动力飞机的关键部件是引擎，莱特兄弟加紧研制自己的汽油发动机。在此同时，华盛顿史密斯尼安研究所的蓝格勒教授得到政府的资助，在试制用蒸汽引擎带动螺旋桨的动力飞机。但蓝格勒的两次试飞都失败了，不久他便去世了。
汽油发动机制成后，他们根据精确的计算，制造了一架机翼长12米的新飞机，又将两支螺旋桨分别装在发动机的左右两侧，用齿轮和链条将动力从发动机传递到螺旋桨。他们还设计了一架速度计和计时表，安装在飞机上。
他们带着“飞行者一号”，再次来到基蒂霍克。1903年12月17日，飞机停在沙滩上先铺设的木轨上，木轨外包着铁皮，是供飞机滑行的。奥维尔迫不及待地登上飞机，俯伏在下层机翼的中央，手握升降器的操纵杆，心脏不住地狂跳。引擎发动，螺旋桨开始旋转，机身缓缓地向前滑行，它迎着强劲的海风，冉冉升空。飞机向前飞行了260米，在空中逗留了59秒，平平稳稳地着陆了。划时代的59秒！威尔伯兴奋地奔过去，握住弟弟的手。
我们把试飞成功的喜讯首先报告给《迪顿日报》，希望与家乡的人们共享光荣，然而得到的却是冷漠的怀疑。在把飞行当作妄想的当时，谁会相信没有堂皇学历和声望，仅凭自己的头脑和双手的莱特兄弟，会在飞行事业上一举成功。
只有父亲和妹妹对他们竭力鼓励和支持。莱特兄弟拿出所剩不多的全部资金，制造了一架发动机功率更大的飞机。威尔伯起草了一份辞意恳切的报告给美国政府，希望得到资助，可是，寄往华盛顿的报告如石沉大海，杳无音讯。
经济状况日见窘迫，研究几乎中断。此时，经热心于飞行的法国军官法培尔牵线，法国政府向他们发出邀请。威尔伯让弟弟留在国内，1908年6月，只身去法国作首次公开表演。多年心血的结晶就要得到承认了，兄弟俩兴奋不已。
威尔伯在法国的表演引起巨大的反响，欧洲各报均以醒目的标题报道了飞行表演的盛况。威尔伯在法国创造了一次飞行时间达2小时20分23秒、飞行距离达117.5千米的纪录。
法国政府派人来谈判收买飞机的专利权。由于开价低于莱特兄弟向美国政府提出的50万美金，威尔伯断然拒绝。这年冬天，威尔伯在法国南部的波尔城开办了世界上第一座飞行学校。欧洲各地慕名求教的青年纷纷拥向波尔城。
威尔伯在欧洲公开表演的同时，奥维尔在国内多次创下飞行记录。9月中旬的一天，当他与一名志愿者作双人同乘飞行表演时，马达突然停转，机身急速下坠，随即轰然一声巨响，撞落地面。同机者当场身亡，奥维尔被送进医院。
1909年春，威尔伯载誉回到美国，奥维尔也痊愈出院。6月，华盛顿郊外的梅耶要塞车水马龙，盛况空前，美国陆海军高级将领、总统和政府官员都前来观看。这天，莱特兄弟驾机创双人同飞1小时35分20秒的世界纪录。
这年11月，“莱特飞机公司”在迪顿镇正式成立。莱特兄弟日夜孜孜不倦地埋头研究。他们生产的飞机性能优异，飞得高飞得快，而且安全。英、德、法各国都向莱特公司购买了制造权。公司的订单源源不断，生意日益兴隆。
20世纪初，航空事业突飞猛进。1911年，美国的寇蒂斯设计出第一架实用型水上飞机，并驾驶它访问了宾夕法尼亚号军舰；英国人怀特创造了每小时102千米的高速度；莱特兄弟的学生威尔逊飞上了4千米的高度。
第一次世界大战中，各国争相拨出巨款研制和建造军用飞机，更刺激了航空事业的飞速发展。不幸的是，1912年春，威尔伯突发高烧，一病不起，5月29日逝世，这位毕生献身于飞行事业的伟大发明家与世长辞，年仅45岁。
奥维尔继承哥哥的遗志，担当起领导管理“莱特飞机公司”的重任。长期的研究工作，使奥维尔健康每况愈下，他甚感疲倦，自觉已无力应付繁重的领导事务。1914年，奥维尔放弃全部股权退休。
奥维尔退休后，对机械的兴趣不减当年。他先后发明了自动烤面包机以及能调节靠背角度的躺椅等等。他还一心想对实验中应用过的公式和理论作系统的整理，以便留传下去。
奥维尔和哥哥威尔伯一样，为了飞行事业，终身没有结婚。1920年，奥维尔被推举为迪顿镇的荣誉市民。1932年，美国政府在昔日的小渔村基蒂霍克建造了一座高大的大理石纪念碑。