王牌飛行員(Flying Ace)也稱空戰王牌或ACE。最早出現在第一次世界大戰法國對空戰英雄的稱號，一般稱曾經擊落敵機超過5架的飛行員，世界所有時期排名第一的王牌飛行員為二次大戰德國空戰王牌埃里希·哈特曼，曾擊落過敵機352架，而世界頭號女性王牌飛行員是來自蘇聯空軍的瑪林娜·米哈伊洛芙娜·拉斯科娃，獨自擊落過38架戰機。
第一次世界大戰
最早在軍事飛行中使用王牌這一詞語是在第一次世界大戰期間，法國飛行員羅蘭·加洛斯從1915年4月1日開始，他成功地擊落了三架德國空軍的飛機，還使2架德機迫降，在法國國內聲名大振，法國一家報社稱他為「王牌」(l'as)，從此擊落5架敵機就可以成為王牌飛行員。同法國人的阿道夫·佩古德是第一個首個擊落5架德軍飛機的飛行員。「王牌」一詞在一戰之前的法國就是一個流行詞，通常用來運動明星，比如足球明星或者自行車明星，這也就是為什麼人們也用「王牌」來形容除飛行外其他領域裡的傑出人物(比如多次擊沉船隻或多次擊毀坦克)。
而德意志帝國則以藍馬克斯勳章表彰擊落8架同盟國飛機的飛行員，德國並不使用「王牌」一詞，而是使用「大炮」(Überkanonen)來稱呼擊落10架以上敵機的飛行員，並公開他們的姓名和戰績以鼓勵民眾。隨著戰爭的進行，藍馬克斯勳章的頒發標準逐漸提高。1914年至1916年間，不列顛帝國並沒有集中記錄空戰戰績的系統，事實上一直到戰爭結束戰績也只是在中隊級別進行記錄。儘管有一些飛行員因為媒體報導而出名，但在一戰中的不列顛空軍中個人數據是沒有公開官方記錄的。不過當飛行員獲得擊落5架敵機的戰績時，他將自動獲得一枚軍人十字勳章。最早闖出名號的德國空戰王牌則是有紅男爵之稱的厲秋芬。
對於戰績的確認，各國也有不同的計算方法。在德國空軍中，只有「確認戰績」才會記錄，「確認戰績」是通過檢驗敵機(或殘骸)或敵方飛行員(或遺體)，評估確定敵機被擊毀或俘獲的戰績。比如，曼弗雷德·馮·里希特霍芬擊落阿爾伯特·巴爾的戰績就是由不列顛空軍確認巴爾死亡才被記錄，儘管里希特霍芬自己聲稱擊落的是一架索普維斯三翼飛機，但巴爾的S.E.5Royal 座機的殘骸從未被辨認出，因為大部分空戰都發生在德軍戰線之後，所以德國空軍的計算方法只對德國空軍有效。
德國空軍的計算方法的另一特點就是當多架飛機同時攻擊一架敵機並擊落時，只有一名飛行員取得戰績(通常為編隊長機)。而大部分其他國家則使用法國空軍的計算方法，即參加戰鬥的所有飛行員和炮手都取得戰績。而英國空軍採用了獨占和分享戰績共存的方法。在英國陸軍航空隊、英國海軍航空兵和英國空軍中，每次戰鬥過後，參戰飛行員將提交一份交戰報告，由中隊指揮官審查之後這些報告將提交到大隊指揮部，大隊指揮官對報告審查後決定那些戰績將被記錄和哪些戰績將不被記錄，最後這些報告將提交給旅司令部。一戰中同盟國最偉大的王牌飛行員是曼弗雷德·馮·里希特霍芬，綽號「紅男爵」，擊落飛機80架。一戰中協約國最偉大的王牌飛行員是勒內·豐克，擊落飛機75架。
世界上擊落飛機最多的幾個王牌飛行員均出現在第二次世界大戰時的德國，個人戰績百架以上者107人均為德國空軍飛行員，他們總共擊落了約2萬架飛機，自身也有51人陣亡。德軍王牌飛行員總人數超過3000人，其中排名第一的埃里希·哈特曼(Erich Hartmann)擊落敵機352架。相對而言盟國的王牌飛行員要遜色很多(不過盟國飛行員戰績較不出色是有原因的，以美國為例，美軍飛行員只要執行完一定數量的任務就會被調回國當教官，所以相較於從開戰一直打到戰爭結束的德軍或日軍飛行員，盟軍飛行員的實際擊墜戰績會少很多。這方面德國雖然也有相同作法，王牌飛行員亦優先獲得回國當教官的機會，但因為王牌飛行員太多而需要的飛行教官數量很有限。德國空軍的超前戰績，與兩戰間由政府廣泛成立青少年航空俱樂部，及德國有毛瑟公司提供的機炮、戴姆勒公司提供的發動機和當時領先的柏林風洞等技術優勢有關。)另外，身為主要軸心國之一的義大利王國則因為空軍的統計方式偏向集體勝利而非個人戰績，這使得在統計義大利王牌飛行員的個人戰績上有一定程度的困難，其中義大利的頭號王牌飛行員佛朗哥·魯基尼就是一個例子，他的戰績是26架。英國頭號王牌飛行員帕特·帕特爾少校的戰績是40架，蘇聯伊萬·闊日杜布的戰績是62架，世界上第一位女性王牌飛行員莉狄亞·利特維亞克也在蘇德戰場誕生。而太平洋戰線方面，大日本帝國海軍的岩本徹三的擊墜數是80架，而聞名世界的坂井三郎亦有64架(岩本及坂井的坐機同為零式艦上戰鬥機)。
中華人民共和國派兵入韓國作戰，時任中國人民志願軍空軍第4混成旅任飛行中隊長劉玉堤成為韓戰中國空軍的頭號王牌飛行員(坐機為米格-15戰機)。曾一次擊落四架美軍F-86軍刀戰鬥機，獲得一級戰鬥英雄稱號。李漢中尉擊毀美軍戰機數為8架，因1951年1月21日因擊落一架美軍戰機，成為中國人民解放軍空軍建軍以來第一位擊落敵機的飛行員。美國空軍方面也毫不遜色。小約瑟夫·C·麥克康奈爾擊落中國戰機16架，成為韓戰中美國空軍頭號王牌飛行員。他的戰機曾在1953年4月12日被另一名隸屬於中國空軍的王牌飛行員蔣道平擊落，他本人則成功生還，並繼續戰鬥，最終在1954年的一場飛行事故中喪生。
臺海空戰
臺海空戰是世界史上第一次使用空對空飛彈作戰的空中作戰任務，美國將當時剛研發成功的紅外線導引響尾蛇飛彈裝備在F-86F軍刀機上，並交付台灣空軍使用，最後台灣中國總共發生十三次大大小小規模的空戰，並讓台灣F-86F以懸殊比數擊落當時中國空軍與海軍航空兵最新銳的米格機MiG-17(沒有響尾蛇飛彈的話，整體飛行性能比F-86F高)，不過由於有些響尾蛇飛彈在擊中目標後並未引爆，夾在機體上讓中國有機會將響尾蛇飛彈帶回去給前蘇聯研究，也因此開啟了共產集團的空對空飛彈發展之路。
越戰
越南戰爭爆發後，空軍上尉理查·史蒂夫·里奇成為美國空軍越戰期間首位王牌飛行員，而上尉武器管制官(WSO)查理·B·德貝勒夫則於1972年9月9日成為越戰期間擊落敵機數最多的王牌飛行員，一共擊落敵機六架。另一上尉武器管制官傑弗里·范斯坦於1972年10月13日成為越戰期間最後一名取得王牌飛行員稱號的美國空軍飛行員。北越方面，實際上的王牌飛行員為擊落9架敵機的空軍軍官阮文谷，但另有一位事蹟在西方廣為流傳的虛構北越飛行員「墳上校」，傳說中稱此人擊落了13架飛機。
二戰後隨著大規模消耗性戰爭的消失與軍用戰鬥機越來越昂貴造成製造戰鬥機數量的大幅度減少，王牌飛行員也隨之越來越少。二戰期間有高達708位美軍飛行員達到王牌飛行員的標準，韓戰期間的美軍產生39位王牌飛行員，在越戰期間的美軍僅產生3位王牌飛行員，不過以色列空軍在中東地區的多次以阿戰爭中也產生許多王牌飛行員。兩伊戰爭期間伊朗由於配備當時最先進的F-14A雄貓戰鬥機搭配鳳凰飛彈也產生數位空戰英雄，最後讓兩伊戰爭後期的伊拉克空軍飛行員一聽到雄貓戰鬥機升空，就幾乎無人敢出來接戰。而到了第二次波斯灣戰爭時，伊拉克空軍的大批俄製戰鬥機也因為怕遭到盟軍包含F-14A在內的新式戰鬥機的大舉擊殺，而選擇在開戰初期就集體逃往伊朗空軍基地避難，以逃避盟軍空軍大規模獵殺，但這批戰鬥機後來全部遭到伊朗軍方扣押，目前反而是伊朗空軍的俄製戰鬥機主力。以阿戰爭與兩伊戰爭的空戰紀錄甚至打破了越戰及韓戰噴射戰鬥機擊毀數，不過許多二次大戰的紀錄至今仍沒有被打破。二戰以後的戰役空戰英雄則越來越少見，二戰中一次數十、甚至數百架戰機進行空戰的情況也不再出現。一戰與二戰的戰鬥機僅有機槍與機砲空戰比較仰賴飛行員的飛行技術與戰鬥技巧，在二戰後的戰鬥機飛行員有越來越多的高科技武器可用，雖然戰鬥機飛行員的高超技巧仍然很重要，但科技實力已經慢慢地主宰了空中戰場。
很有可能是因為隨著時代的演進，地面防空系統與飛彈以及防空炮能力越來越強，很多時候根本不必出動己方戰鬥飛機出擊就可以擊落來犯的敵機，目前還在進行的俄烏戰爭就是此例(2022-現在(2023)持續進行中)，不過另一個主要原因也是烏克蘭空軍並無足夠的戰鬥機可以迎擊來犯的俄羅斯空軍戰機。另一種可能性就是因為傳統的戰鬥機機槍和機炮因為空對空飛彈的性能發展越來越強大而逐步轉為飛機上的輔助性武器，而機載空對空飛彈的發展也使雙方戰鬥機飛行員害怕被攻擊，造成實際接戰率大大降低，再加上戰機的性能、價格都往上大幅度提升，各國生產的戰鬥機總數也越來越少，使防衛者較想使用地對空飛彈為主要防空手段。
第1名，曼弗雷德·馮·里希特霍芬上尉，確認擊殺80架
第2名，恩斯特·烏德特中尉，確認擊殺62架
第3名，埃里希·雷本哈特中尉，確認擊殺53架
第4名，羅伯特·馮·格萊姆中尉，確認擊殺28架
第5名，赫爾曼·戈林中尉，確認擊殺22架
第1名，勒內·保羅·豐克上尉，確認擊殺75架
第2名，喬治·居內梅上尉，確認擊殺53-54架
第3名，夏爾·南熱塞中尉，確認擊殺45架
第4名，喬治·馬東上尉，確認擊殺41架
第5名，莫里斯·博耶中尉，確認擊殺35架
俄羅斯帝國
第1名，亞歷山大·A·卡薩科夫上尉，確認擊殺18架
第2名，帕爾·佛·達爾蓋夫上尉，確認擊殺15架
第3名，A·P·謝韋斯基海軍少校，確認擊殺13架
義大利
第1名，佛朗西斯科·巴勒可少校，確認擊殺34架
第2名，Silvio Scaroni，確認擊殺26架
第3名，Pier Ruggero Piccio，確認擊殺24架
第1名，比利·A·畢曉普少校，確認擊殺72架
第2名，愛德華·馬諾克少校，確認擊殺61架
第3名，萊蒙·柯利曉少校，確認擊殺60架
第4名，占士·麥卡登少校，確認擊殺57架
第5名，佐治·麥克羅伊上尉，確認擊殺47架
第6名，亞厘畢·波爾上尉，確認擊殺44架
美國
第1名，愛德華·V·里肯巴卡上尉，確認擊殺26架
第2名，威廉·C·蘭巴特上尉，確認擊殺21架
第3名，弗朗西斯·w·齊萊特上尉，確認擊殺20架
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第1名，漢斯-烏爾里希·魯德爾上校，戰果9架、519輛戰車、1艘主力艦、1艘巡洋艦、1艘驅逐艦、70艘登陸艇、800輛各式車輛、超過150門火砲、反戰車砲、防空砲陣地、4列裝甲列車和無數橋梁與補給線(由於其駕駛的是俯衝轟炸機，所以轟炸戰果也必須算在裡面。)
第2名，埃里希·哈特曼上校，戰果352架
第3名，格爾哈德·巴克霍恩少校，戰果301架
第4名，京特·拉爾中尉，戰果275架
第5名，奧托·基特爾中尉，戰果267架
第6名，埃里希·魯道弗少校，戰果222架
第7名，阿道夫·加蘭德中將，戰果208架
第8名，海因里希·埃爾勒少校，戰果208架
第9名，約翰內斯·施坦因霍夫上校，戰果176架
第10名，漢斯-約阿希·馬西里上尉，戰果158架
第11名，維爾納·默爾德斯上校,戰果101架
第3名，上坊良太郎陸軍中佐，戰果76架
第4名，菅野直海軍中佐，戰果72架
第5名，坂井三郎海軍中尉，戰果64架
第6名，篠原弘道陸軍少尉，戰果58架
第7名，奧村武雄飛行兵曹長，戰果54架
第8名，穴吹智陸軍曹長，戰果39架
第9名，太田敏夫海軍飛兵曹長，戰果34架
第10名，笹井醇一海軍少佐，戰果30架
第1名，伊萬·闊日杜布元帥，戰果62架
第2名，格里戈里·列奇卡洛夫少將，戰果61架
第3名，基里爾·耶斯迪尼耶夫少將，戰果56架
第4名，尼古拉·庫拉耶夫上校，戰果55架
第5名，帕維爾·瓦西里耶維奇·雷恰戈夫中尉，戰果52架
第6名，亞歷山大·伊萬諾維奇·波克雷什金元帥，戰果52架
第7名，瑪林娜·米哈伊洛芙娜·拉斯科娃少校，戰果38架
第8名，謝爾蓋·馬卡羅維奇·克拉馬連科少將，戰果16架
第9名，莉狄亞·利特維亞克中尉，戰果12架
第10名，葉卡捷林娜·布達諾娃上尉，戰果11架
第1名，韋恩·莫里斯少校，戰果57架
第2名，理察·邦格少校，戰果40架
第3名，大衛·希爾准將，戰果18架
第4名，查克·葉格准將，戰果12架
第1名，「帕特」·帕特爾少校，戰果40架
第2名，強尼·強森元帥，戰果34架
第3名，喬治·伯林中尉，戰果31架
第4名，威廉·韋爾少校，戰果30架
第1名，皮埃爾·克洛斯特曼中尉，戰果33架
第2名，馬塞爾·阿爾貝上尉，戰果23架
第3名，讓·德莫澤上校，戰果21架
第4名，皮埃爾·勒格朗中尉，戰果18架
第1名，李桂丹上尉(追授)，三星星序，戰果15架
第2名，柳哲生少將，老五大隊廿四中隊長，九星星序，戰果11架
第3名，王光復，三大隊七中隊，八星星序，戰果8.5架
第4名，高又新，四大隊副大隊長，七星星序，戰果8.5架
第5名，陳瑞鈿少校，老五大隊廿八中隊長，戰果8架
第6名，譚鯤上校，八星星序，三大隊三十二中隊，戰果8架(另一說為9架)
第7名，劉粹剛少校，老五大隊廿四中隊長，戰果7架(自稱11架，官方戰史上排名第四)
第8名，臧錫蘭少將，三大隊八中隊，七星星序，戰果7架
第9名，黃新瑞中校(追授)，老五大隊大隊長，七星星序，戰果7架
第10名，周志開中校(追授)，四大隊廿三中隊長，五星星序，戰果6.5架
第11名，樂以琴少校(追授)，四大隊廿一中隊副隊長，五星星序，戰果6架
第12名，羅英德二級上將，空軍第一路司令部參謀長，五星星序，戰果5架
第13名，高志航少將(追授)，四大隊大隊長，三星星序，戰果5架
第14名，毛瀛初中將，四星星序，戰果5架
美國
第1名，小約瑟夫·C·麥克康奈爾，戰果16架
第2名，詹姆斯·賈巴拉，戰果15架
第3名，曼努埃爾·J·費爾南德斯，戰果14架
第1名，劉玉堤，戰果11架
第2名，王海，戰果9架
第3名，趙寶桐，戰果9架
第4名，李漢，戰果8架
第5名，魯珉，戰果8架
第6名，范萬章，戰果8架
第7名，孫生祿，戰果6架
第8名，張積慧，戰果4架(一級戰鬥英雄)
第1名，尼古拉·蘇特亞金元帥，戰果22架(二戰後最高得分)
臺海空戰
資料不足，待補充資料
第1名，理查·史蒂夫·里奇，戰果11架
第2名，查理·B·德貝勒夫，戰果6架
第3名，傑弗里·范斯坦，戰果5架
第1名，阮文谷，戰果9架
以阿戰爭
以色列空軍
- Giora Epstein 17
- Abraham Salmon 14.5
- Amir Nachumi 14
- Asher Snir 13.5
- Baharav 12
- Yiftah Spector 12
- Oded Marom 11
- Ya'akov Richter 10.5
- Yehuda Koren 10.5
- Shlomo Levi 10
埃及空軍
- Ali Wajai (alias Ali Wagedy) flew a MiG 21 with 5 confirmed aerial victories.
- Major Sami Marei was credited with five aerial victories between 1966 and 1968 while flying a MiG 21. Major Marei was killed in action on 26 February 1970.
- Ahmed Al Mansoori 6 confirmed aerial victories.
- Captain Samir Aziz Mikhail of the 104th Air Brigade was credited with five aerial victories while flying a MiG 21.
- Captain Saad Dahman gained five aerial victories in a MiG 21.
敘利亞空軍
- Fayez Mansour 14 victories and 1 victory against the IAF
- Bassam Hamshu 7 victories and 1 ground kill
- Adeeb Al-Jarf 7 victories
- Majid Zugbi 7 victories
- Majad Halabi 6 victories
- Dzhur Abid Adib 5 victories
- Muhammad Mansour 5 victories
兩伊戰爭
伊朗空軍
Fazlollah Javidnia, 12 or 11 (+2 probable) victories
Jalil Zandi, 11or 9 (+3 probable) victories
Fereidoun Ali-Mazandarani, 9 or 11 victories
Abolfazl Mehreganfar, 6 victories
Hassan Harandi, 6 victories
Shahram Rostami, 5 or 6 victories
Jamshid Afshar, 5 or 6 victories
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