口径航炮是37毫米的BK…3。7，它是由陆军的Flak…18型37毫米防空炮发展而来的。德国空军二战时期主要的反坦克攻击机型号有两种，首先是两翼下各挂一门BK…3。7航炮（每门备弹6发）的Ju…87G。尽管飞机本身设计已显落伍，性能并不出色，但BK…3。7航炮在战斗中被证明是对付苏联坦克的有效武器；另一种被广泛使用的攻击机是Hs…129。由于使用两台缴获的法国Gnome…Rhone 14M4/5水冷发动机，Hs…129的动力明显不足。Hs…129机身两侧安装有MG…17和MG…151/20机炮各1门，真正用于反坦克的是机腹下吊挂的1门大口径航炮——Mk…101/103或BK…3。7。为了对付装甲日益加厚的苏联坦克，德国人实验过在Hs…129上安装威力惊人的75毫米口径BK…7。5航炮。同样也是75毫米口径的KwK…39和PAK…40也曾被安装在Ju…88P上，但它们的体积、重量和巨大的膛口焰是双发Ju…88P所不能承受的。因此，在Ju…88P1后的型号上，航炮的选择重新回到了BK…3。7或者由PAK…38发展而来的50毫米BK…5炮。
英国皇家空军和美国陆军航空队并没有类似伊尔…2这样的专职反坦克攻击机，他们更多的是使用战斗轰炸机。尽管与伊尔…2相比，这些战斗轰炸机装甲薄，易受地面轻武器的攻击，但它们普遍在速度、航程和机动性方面更好，能够有效对抗敌方战斗机的拦截。战斗轰炸机也能装备大口径航炮，英国在这方面做了很多尝试。早在20世纪30年代中期，英国皇家空军的空战研究得出结论：单发两磅重的炮弹就可以使绝大部分的飞机严重毁坏。这一指导思想导致了1938年的维克斯S型40毫米航炮的产生。二战开始后，为对付德军坦克，英国专门为S型航炮开发了特殊的炮弹：能在400码外击穿2英寸（50毫米）装甲板的穿甲弹（虽然通常的攻击距离是150码），之后于1942开发的3磅炮弹使穿甲厚度提高了9％。
1941年夏，维克斯S型航炮被安装在一架英俊战士（Beautifighter）上（另有资料说是一架英国皇家空军的野马），完成了空中火力试验。之后，2门各有15发弹仓的S型航炮装在了霍克飓风MKIID的两翼下，另有2挺勃朗宁7。62毫米校射机枪。装备这种飓风式战斗机的第6飞行中队参加了在1942年5月至1943年5月的北非战役，1943年11月这种飞机也被用在远东战场。这些航炮被证明是十分可靠且精确的，甚至超过了之后取代他们的火箭弹。但这些没有厚重装甲保护的飞机极易受地面炮火的攻击（被高射炮击落39架），同时他们也不能与敌人的战斗机抗衡。而且英国皇家空军认为其武器已经不能有效攻击新型的虎式坦克了，因此在回到欧洲战场后飓风MKIID即被抛弃。但即使如此，第6飞行中队仍击中了144辆坦克（其中摧毁47辆）和177辆其他车辆。
英国皇家空军最终使用的重型航炮——莫林斯航炮——有一段曲折的发展历史。1942年英国陆军要求发展一种使用6磅炮弹的反坦克炮自动装弹机，莫林斯公司接手了该计划。虽然该公司之前只生产自动机械，而从没有生产过军械，但他们只用了5个月就完成了。但这
时虎式坦克的出现使得陆军认为6磅炮弹不足以击穿其前装甲，所以该计划被取消。莫林斯公司转而为海军生产这种反坦克炮的航炮版，莫林斯航炮口径达57毫米，炮长3。78米，使用有22发炮弹的旋转弹仓。不屈不挠的莫林斯公司继续发展这种航炮，皇家空军在1943年订购了36门，用于将蚊式战斗轰炸机改装成反坦克攻击机。7月，总共有27架蚊式经过改装并装载了这种航炮，成为蚊式FB。MK XVIII型。但这种炮也被认为不能有效攻击虎式坦克的装甲。这些蚊式攻击机被转交给了海岸司令部，用于反舰及反潜任务。战争后期，美、英比较彻底的抛弃了反坦克用大口径航炮，而转向了空地无制导火箭的研究。
战争结束前，一些新式的攻击机开始试飞，这些型号的飞机在外形上很像轻型轰炸机，但性能接近战斗轰炸机。其中的典型是美国开发的A…38灰熊（Grizzly）——一种外形紧凑简洁的飞机，2台强劲的R…3350发动机为其提供动力。A…38在机鼻处安装了威力强大的T…15E1 75毫米航炮（备弹20发）。但不幸的是，由于B…29的地位更优先，因此占用了几乎所有生产出来的R…3350发动机，A…38项目因此下马。
海空重锤
蚊式Mk。XVIII并不是唯一一种装备大口径航炮，用于反舰/反潜任务的飞机。最著名的应当是号称北美空中炮艇的B…25G米切尔中型轰炸机。B…25G装备有1门75毫米M…4航炮，B…25H则换成T…13E1 75毫米炮。M…4是一种轻巧紧凑的陆军火炮，B…25的机鼻空间刚好能容纳它。T…13E1则是在M…4基础上专门为飞机设计的轻型化版本。这种火炮在对付小型舰船和地面目标时非常有效，但由于它只能手动装填，且备弹量也很少，加之战争末期的太平洋上已经没有多少目标好打，因此B…25G/H上的航炮经常被拆下来换成几挺12。7毫米机枪。
而更加野心勃勃的计划是出自意大利人之手，它的名字是Piaggo P。108A。这是一种类似B…17的四发大型现代化轰炸机，但由于意大利实力有限，Piaggo P。108A只建造了很少数量，装备了意大利空军仅有的1个战略轰炸机中队。Piaggo P。108A在机鼻安装了一门102毫米海军炮，射角向下。加上反后座系统，全炮重不超过1500公斤，火炮备弹50发，弹药总重1吨。除了局部的小缺陷外，Piaggo P。108A被认为是不错的设计。其轰炸改型则称为P。108B，它的性能难以评价，因为意大利的迅速投降令这个项目终结。
拦截重型轰炸机
使用重型大口径航炮攻击轰炸机有两个可能的途径，其一是固定安装，像常规机载武器那样瞄准和使用；另一种是设计成吊舱，灵活安装在飞机上，使用手动或自动调炮。后一种方式需要更大更重的载机作为平台，但它对于安装了37毫米甚至更重型航炮的战斗机而言算不得什么缺陷，因为后者已经很笨重了。吊舱方式的优势在于使用自动调炮系统和优秀的瞄准具可以获得更好的精度，这使载机可以在轰炸机自卫火力打击范围外开火。在20世纪30年代，吊舱方式的效力被高估了。
早期最出名的设计是贝尔的FM…1，使用配备涡轮增压器的阿里逊V…1710发动机，1937年完成首飞。两具推式螺旋桨位于机翼后缘，腾出机翼前缘位置给2门37毫米M…4机炮，炮管自发动机整流罩****穿出。机炮使用液压控制，配备一挺同轴校射机枪。位于机鼻的炮手使用Sperry自动控制仪：改进自防空炮的火控系统和一具光学瞄准具。这架飞机的性能和火力都令人印象深刻，但在造出来后美国人才发现一个问题：没有适合它执行的任务，甚至连发明一种可以使这飞机派上用场的战术环境都做不到（毕竟，当时世界上还没有能威胁到美国本土的远程轰炸机）。于是只好将其封存起来。其后，英国也在这方面做了尝试，安装有维克斯S型40毫米机炮的维克斯414方案被设计出来，但也只停留在制图板上。
FM…1的影响非常深刻，贝尔公司自此疯狂迷恋上了37毫米炮，毫不犹豫的将它装备在新设计的单座战斗机上——P…39飞蛇。P…39是作为高空截击机设计的，和它的先辈FM…1一样使用配备涡轮增压器的阿里逊V…1710发动机，1门37毫米炮固定安装在机鼻处。机鼻前方的发动机迫使炮手回到驾驶舱里操纵火炮。尚未发展成熟的涡轮增压器最后被取消，这使得P…39立刻变成了一种普普通通的中低高度战斗机（没有涡轮增压器，活塞式发动机难以在空气稀薄的高空正常运转）。同时37毫米M…4机炮在使用中也显示出射速低和弹道过于弯曲的问题。后来在M…4基础上改进研制了M…10航炮，装在了P…63眼镜王蛇战斗机上。美国陆军航空队对P…39和P…63都缺乏兴趣，恰好苏德开战，于是根据租借法案，大批P…39装上运输船，运到苏联，在辽阔的俄罗斯上空，P…39/63获得惊人的成功。M…4机炮也被用于其他飞机，麦克唐纳P…67在翼根部位安装了4门该机炮，最早的P…38也曾在机头安装过该炮，不过很快换成性能更好、更适合战斗机使用的希斯派诺20毫米机炮。
苏联人对P…39的喜爱也许是因为他们自己已经习惯了使用37毫米和45毫米航炮。雅克和拉格战斗机都安装克里莫夫M…105水冷发动机，该发动机是法国Hispano…Suiza 12Y发动机的苏联改进版，这种发动机适合安装过桨心的机炮。开始是使用20毫米ShVAK机炮或威力大得多的23毫米VYa机炮，但很快威力更大航炮被装上苏制战斗机。一小部分拉格…3和雅克…9T装备了37毫米Sh…37航炮，随后换成同口径的NS…37。另有部分雅克…9TK和雅克…9K安装了NS…45（NS…37的45毫米口径版本）。后来NS…37被重量更轻的N…37航炮取代。这些口径的航炮后来都出现在雅克活塞式战斗机的终极版本——雅克…9P上，这说明苏联空军对这些航炮的性能是满意的。但是大口径航炮的后座力问题并没有得到解决，以至于苏联飞行员接受的训练是：NS…37航炮进行3发点射，而NS…45则只能进行单发射击。而且他们还被告戒只能在高速条件下开火。
重型的双发战斗机显然更适合安装大口径航炮。尽管苏联较早的研制了双发重型战斗机的原型，但他们装备的绝大多数都是单发的轻型战斗机。需求带动工业生产的原则在德国航空界得到了最好的体现，为了对抗数量庞大的盟军远程轰炸机群，德国人生产了大量双发重型战斗机并在其上安装了大口径航炮。最初是在梅塞施米特Bf…110G…2/R1和Bf…110G…4a/R1的机腹下安装BK…3。7航炮，Me…410作为Bf…110的后续机型被设计出来，开上生产线的Me…410A…2/U4和Me…410B…2/U4上安装了50毫米口径BK…5航炮。但随后，盟军装备了相当数量的远程战斗机为轰炸机编队护航，在这些高机动性的轻型战斗机面前，德�