山本的“航空制胜”思想产生于他1919年到1921年赴美工作考察期间。早在第一次世界大战结束后，在美国海军中就已经出现了“在取得制空权的前提下进行舰队决战”的作战思想。山本五十六在深入考察美国的石油工业和航空界发展动向的基础上，形成了自己在未来的海上作战中将主要依靠飞机的海军战略思想……
航空制胜
多次的欧美考察使得山本五十六对世界海军的发展情况了如指掌。山本认识到无论海军本身的实力还是经济的整体实力，日本都无法和英美相抗衡。但是，第一次世界大战后，日本在远东及太平洋地区的扩张欲望急剧膨胀，日美两国展开了激烈的角逐，矛盾日趋尖锐，山本敏锐地感到日美争夺的结果终将导致一场激烈的战争。对此，他始终忧心忡忡。在欧美考察期间，山本一直密切注视着世界军事技术的发展趋向，决心从中寻找一条能够迅速增强日本海军实力、缩小日美差距的捷径。
山本五十六具有极强的观察与分析能力，他绝不是那种因循守旧的人，在研究历史与关注现实当中，他始终注重把握战争的发展规律。因此，他对未来战争的发展趋势有着极其敏锐的嗅觉。在经历了几年艰苦的欧美考察之后，山本五十六最终把目光集中在了一战后日益发展但尚未引起人们足够重视的飞机上。
当山本产生了“航空制胜”的思想之后，他如获至宝，抑制不住自己的兴奋之情，多年来的忧虑似乎在一夜之间便烟消云散。
飞机，是在20世纪初的1903年12月由美国莱特兄弟发明成功的。1911年，在意土战争中意大利军队皮亚扎上尉驾驶着布莱里奥xI型飞机，飞往的黎波里与阿齐齐亚之间的土耳其阵地上空进行了长达1小时的侦察，加沃蒂少尉驾驶“鸽”式飞机向土军阵地投掷了4颗各重2公斤的榴弹。这是人类首次带着杀人的明确目的升空，从而也揭开了飞机用于战争的序幕。飞机作为战争工具初出茅庐，便显示出它的非凡本领和广阔的发展前景，引起了各国军方的高度重视。第一次世界大战期间，各国共生产军用飞机18.19万架，作战双方投入战场的飞机约为10万架。此外，飞机本身的技术性能有了很大的提高，发动机的功率越来越大，并出现了多发动机飞机，飞机的飞行高度有了提高，速度在加快，航程在加大。
日本天皇裕仁召开御前会议商议战争决策。飞机在第一次世界大战中的应用，揭示了它广阔的发展前景。为此，战争结束后，欧洲军事学术界和军政界展开了对航空兵在未来战争中的作用与地位问题的热烈讨论。一种从战略的高度去认识飞机的军事价值，主张大力发展航空兵以夺取制空权，并进而赢得战争的理论出现了，这就是“空军制胜论”。
空军制胜论的出现，给战后世界军事学术界以更强大的冲击。在海军系统内也对飞机和航空兵的大规模广泛使用展开了讨论，争论的焦点是：飞机与战列舰究竟谁的威力更大？在美国，比利·米切尔是主张“空中力量”激进分子的总代表。他热情直率，总是尽一切可能来争取人们支持他的观点。为了证明战舰在遭到轰炸时总是处于束手无策的状态，他向美国海军当局建议就此进行试验，却遭到海军反对。出于万般无奈，他只好借助国家的报刊和舆论，来引导公众对陆海军之间的争执发表意见。经过这一系列的努力，终于在1921年7月获准进行试验。试验结果，马丁型轰炸机一举炸沉了3艘停泊在切萨皮克湾的前德国军舰，其中包括号称“不沉”的“东弗里斯兰”号战舰。1923年又试验了一次，2艘退役的美国战舰遭到了同样的命运。
关于航空母舰及海军航空兵的军事理论研究虽然在英美发展最早，但由于没有实战经历，都被保守势力扼杀了其发展的生机。相反，尽管日本既没有马汉那样的海权思想家，也没有杜黑、米切尔那样的空军制胜论者，但是日本人比较早地注意到了发展航空母舰和舰载飞机。正在欧美军事界对航空能力争执不下的时候，远在东方的日本于1922年建造成世界上第一艘正式的“凤翔”号航空母舰。该舰长160米，排水量7，000多吨，航速25节，能装载21架飞机。尽管如此，日本的航空母舰和海军航空兵理论毕竟还刚刚起步，并没有引起日本海军上层的重视。从后来的发展历程看，正是山本五十六的“航空制胜”思想，大大推动了日本海军航空兵的迅速发展，并对后来的太平洋战争产生了巨大的影响。
山本的“航空制胜”思想产生于他1919年到1921年赴美工作考察期间。早在第一次世界大战结束后，在美国海军中就已经产生了“在取得制空权的前提下进行舰队决战”的作战思想。山本五十六在深入考察美国的石油工业和航空界发展动向的基础上，形成了自己的“在未来的海上作战中将主要依靠飞机”的海军战略思想，这位年轻的舰炮专家开始把目光从海面逐渐转向了空中。
1921年7月，山本第一次出使美国回到日本后，曾担任过一段时间的海军大学教官。在当时的海军大学，山本的“航空制胜”思想并没有得到人们的认同。尤其是那些资深教官，包括他以前的恩师在内，大都对山本的这种新思想不屑一顾，有的甚至称之为“幼稚”。但是山本五十六并没有放弃自己的观点，他依然认为：在海军，飞机的发展前途将大大超乎现在人们的想像，日本应放眼未来，大力发展海军的航空军备。同时，他还极力把这种思想灌输给自己的学生。
随同井上谦治大将去欧美考察回国后，山本面临着新工作的选择，或去海军省任副官，或去海上重操他所熟悉的舰炮。然而令人意想不到的是，他选择了完全陌生的海军航空兵。1924年9月1日，山本调往霞浦海军航空队，12月1日，正式就任霞浦海军航空队副队长兼教育长。
霞浦航空队建立于1921年，取效英国1918年成立的航空队，主要培训海军航空兵。当时航空队的司令官是小松直干少将，副队长兼教育长是和田秀穗大佐，战术科长兼内务主任是松永寿雄少佐，副官是大崎都信少佐，个个都是航空专家，而山本在此以前从未接触过飞机。因此他的到任，使航空队产生了一种反感情绪，认为像他这样一个船员出身、从未与飞机打过交道的人，突然跑到航空队来当头目，肯定是别有用心。
当时有一个叫三和义勇的中尉见习教官，被安排做山本的副官。但他自视甚高执意不肯，对内务主任松永抱怨说：“一个陕要当飞行教官的人，偏让去当甲板军官，实在难以从命。”松永笑着对他说：“你自己去向大佐回绝吧。”
三和马上找到山本，不料却被山本的威严所慑服。山本说：“我到任的第一个感觉是，本队的军纪尚待加强，军纪不好就不可能有优良的军队，要改善军纪，首先就得从禁止迟到、早退着手。从我们两个开始做起吧！”
山本严肃的态度使三和不知所措，竟不自觉地答道：“好的，我会全力以赴，尽职尽责。”
当天全队奉令集合，山本走上讲台，目光扫视着全体官兵，语气格外平静地说：“本人从今天起担任副队长兼教育长。”语音一顿，绝大多数人都认为接下去要说的无非是一大篇冠冕堂皇的训话，加上知道他并非飞行员出身，有的人已露出不屑一听的表情。然而，山本却出人意料地提高嗓门宣布；“各位军官及士兵请注意，凡是蓄长发的人限在一周内全部剃掉，我的报告完毕。”
倒是全体官兵一时愣住了。当时，日本海军航空队的飞行员以精练的飞行技术而桀骜不驯，加之受英国皇家海军航空队的影响，多数蓄着长发，纪律松弛。虽然他们对山本的命令感到不满，却只好在一周后全部剃成光头。在山本的严格要求下，不到一个月的时间，霞浦航空队的风气已大为改观，反对他的现象也无形中消失了。
一名当时与山本共过事的人在谈到这时期的山本时说：“他寡言少语，不轻易发表意见，但他对下属却有着一种不可思议的魅力。”
山本到任后，抓紧一切机会学习有关航空的知识，阅读了大量的有关书籍，每天挤时间坚持接受几小时的飞行训练。结果40岁的山本终于达到了单飞教练机的程度。
随着山本对航空知识更详细全面的了解，逐渐使他更相信未来的海军航空兵，完全有可能弥补日本海军主力舰与英美的差距。山本相信他设想的有针对性的训练计划，能够为日本建立一支航空母舰特混舰队打好基础。为此，他在霞浦航空队利用码头和模拟飞行甲板的驳船，实行了严格而近乎残酷的训练，训练标准完全从实战出发。无论是细雨霏霏的白昼，还是伸手不见五指的黑夜，适应各种天候的飞行降落训练夜以继日。结果在训练中发生事故而死亡的事件大幅度增加。山本将死亡者的名字记下来，挂在自己的办公室，每当有新学员入队时，都要首先向死亡名单敬礼，以激发队员的好勇斗狠性格。
1925年10月2日，山本发起创建了霞浦神社。在发起倡议书中，山本写道：“本队自创建以来殉职者已有20余名，每年之所以设坛招魂祭祀以迎其在天之灵，不仅出于对牺牲者当然之礼仪，而且还在于继承已故战友之遗志，加倍奋起吾人之雄心壮志，以期我航空界之飞跃发展，慰先辈僚友之神灵。为进一步彻底贯彻这一宗旨，兹在队内创设神社，不论是壮烈殉职者还是不幸病故者，一概合祭其灵魂，如日夜膜拜此神殿得经常维持清新之心志，即足以告慰故友在天之灵。”
1925年12月，山本在霞浦航空队任职15个月后，又接受了新的委任，再度出使美国，任日本驻美大使馆副武官。霞浦海军航空队的官兵对他的离任非常惋惜，他们已经习惯了山本的严格训练。如果说在山本之前的霞浦航空队还处于模仿阶段的话，那么山本在其不长的任期内，已大大地改变了这一旧貌，使日本海军航空兵走上了独立发展的道路。
1926年1月21日，当山本乘“天洋丸”驶出横滨港起程前往美国的时候，航空队的飞行员们驾驶整整一个中队的飞机，出现在“天洋丸”上空，并作俯冲动作掠过船头，以示同他们副队长的惜别。据说以这样隆重的仪式同一个人告别，在当时日本海军历史上是前所未有的。
第二次赴美期间，山本五十六两眼紧紧地盯着美国航空界的发展，更加坚定了自己“航空制胜”的思想，而且他还进一步认为，日本海军应当坚持“航空第一”的作战思想。
20世纪20年代的美国，飞机制造业在世界居领先地位。新式飞机的不断问世，导致航空事业异常兴旺。就在山本来美国的前一年，世界航空界竞速赛和远距离飞行赛的最兴旺时期开始了。这一年，吉米·杜利特尔驾驶的一架美柯蒂斯R3C-2型飞机在竞速赛中获胜，平均时速达372公里。1926年，一架意大利产的马基浮筒式水上飞机问世。1927年5月，年轻的美国人查尔斯·林德伯格驾机征服了大西洋，首次进行了一次单人从西向东飞越大西洋的中途不着陆飞行，全程5，760公里，历时33个半小时。第二年，一个德国人反向飞越了大西洋。同年5月和6月，一名英国人又驾机飞越了太平洋。竞速和创纪录飞行，既使全世界的航空界在沸沸扬扬中获得不断发展，又昭示了飞机在征服空间距离方面无比广阔的前景。
山本五十六正是在这样一个航空技术得到迅速发展的背景下再次来到了美国。
在此次来美国后的两年多时间内，山本五十六和他的助手山本亲雄、三和义勇的主要任务，就是搜集美国各方面的军事情况。除了正常的工作之外，山本总是把目光盯在美国有关飞机的消息上面，他特别叮嘱山本亲雄、三和义勇要注重搜集有关美国航空界的情报，并对他们说：“要想使情报工作卓有成效，就必须从平时做起，像一个真正的谍报员那样，注意一点一滴地积累和搜集有关情况。”他认为，只是感到需要时才去搜集情报是根本得不到理想效果的。
山本五十六对于日本国内、特别是海军上层对发展航空力量的淡漠与麻木，感到十分地担忧和不满。东京经常发来一些电报要求他们搜集情报，但没有一项是针对飞机与航空的。每当三和义勇拿着这些电报来向山本五十六汇报时，他总是把电报往边上一扔，连看一眼也不看地对三和说：净是些临渴掘井的命令，放着，别理它！”在山本的眼里，这种屯报根本不值得去重视。
后来，三和义勇在其《回忆山本元帅》一书中，曾谈到了山琳第二次赴美期间在“航空制胜”思想方面的发展情况。三和在书中说：
山本武官一直以敏锐的目光注视着美国航空事业的发展。当时，美国航空界正试图飞越大西洋。不久林德伯格终于达到了这一目的，被世人称为航空业上的壮举，从而震动了世界。接着伯德也飞越了一次，虽然他没能按原来预定的时间地点着陆，但事实上也基本获得成功。但令人遗憾的是，日本航空界的技术水平较之美国明显落后，根本无法与之相提并论。因此山本命我全面了解和研究美国航空界的这一新助向，并要求拿出比较接近实际的观点和意见。经深入地调查和研究之后，我认识到：做这种踌越海洋长距离的飞行，按仪表飞行和实施天体辞航是至关重要的。美国早已注意到了这一点，而且进行了卓有成效的研制工作。伯德在飞越大西洋的过程中，就应用了这种先进的飞机导航设备。然而，在日本，海军航空界仍墨守英国‘圣培尔’飞行团的旧规，完全依靠飞行员的直观感觉……我并未顾忌这些，还是草拟了一份报告，呈送给了山本武官。我有意在报告中强调：日本海军航空兵如不摆脱飞行中完全依赖飞行员的直观感觉的旧框框，转而注重研究和使用导航仪器的话，将势必陷于绝境。为此，我还提出了进行这一新的航空技术改革所应采取的各种措施。山本看过这份报告后说：‘很有道理，我完全同意。报告暂留在我这里，我打算进行一些修改。’他着重修改了结论部分，使言词更加具有说服力，理由更加充分。我看过他修改的内容后，深深感到，山本对这种导航设备性能的认识非常深刻，对日本学习这种先进技术的意义比我看得更为深远。然后，山本武官令我将报告发往国内，后来，它被刊登在了海军内部发行的月报上。
正如三和义勇所言，此时的山本五十六已经对于航空兵在未来战场的作用更加深信不移了。他在美国的工作非常勤奋，经常工作到深夜一、二点钟，有时甚至通宵达旦地研究航空知识。他查阅了大量的资料，他“航空制胜”的思想，在这一阶段更加趋于成熟。