Vào thập niên 1950, nhóm máy bay tiêm kích phản lực quan trọng tiếp theo được trang bị tên lửa không đối không làm vũ khí chính và thường xuyên có thể bay vượt âm ở các chuyến bay thông thường. Thế hệ máy bay tiêm kích thứ nhất bị hạn chế trong giao chiến do tầm nhìn hẹp, và hiệu năng của những loại tên lửa mới như AIM-7 Sparrow có radar bán tự động đã khiến các mẫu thiết kế máy bay buộc phải thay đổi.

Không có ranh giới rõ ràng để xác định giữa máy bay tiêm kích phản lực thế hệ thứ nhất và thế hệ thứ hai, một số mẫu tiêm kích phản lực thế hệ thứ hai như F-8 Crusader, vẫn sử dụng pháo làm vũ khí chính. Các tên lửa có đầu dò tự dẫn hồng ngoại hay còn gọi là "tầm nhiệt" như AIM-9 Sidewinder và loại tên lửa bám chùm như Kaliningrad K-5 đã được trang bị trên các mẫu máy bay tiêm kích phản lực thế hệ thứ nhất cuối cùng.