Kế hoạch của Wargaming nhằm phát triển một tựa game hành động MMO lái máy bay chiến đấu lần đầu tiên được hình thành trong giai đoạn đầu quá trình phát triển của World of Tanks. World of Warplanes đã được công bố tại E3 năm 2011,[2] chưa đầy hai tháng sau khi World of Tanks phát hành ở châu Âu và Bắc Mỹ.[3] Công việc phát triển được giao cho Persha Studia,[4] trung tâm phát triển của Wargaming có trụ sở đóng tại Kiev.

Game đã đạt được những bước tiến khả quan từ khi còn là mẫu concept cho đến lúc thành hình nguyên mẫu có thể chơi được chỉ trong vòng hai tháng. Giai đoạn thử nghiệm alpha được bắt đầu từ tháng 8 năm 2011.[5] Wargaming đã cho trình chiếu đoạn trailer đầu tiên của World of Warplanes[6] tại Gamescom vào tháng 8 năm 2011.[7] Wargaming lần đầu tiên cho công bố một bản trình diễn khép kín của phiên bản alpha cho giới nhà báo tại triển lãm Igromir Expo vào tháng 10 năm 2011.[8] Máy bay Mỹ là những chiếc máy bay đầu tiên được thêm vào[9] trong cây công nghệ của World of Warplanes.

Giai đoạn thử nghiệm alpha của World of Warplanes bắt đầu tuyển dụng người chơi thử vào ngày 23 tháng 2 năm 2012.[10] World of Warplanes đã kết thúc giai đoạn thử nghiệm beta bắt đầu vào ngày 30 tháng 5 năm 2012.[11] Trò chơi nhận được hơn hai triệu đơn ứng tuyển trong ba tháng đầu chơi thử.[12] World of Warplanes đã được bình chọn là "tựa game trực tuyến đáng mong đợi nhất" (Most Wanted Online Game) của châu Âu tại lễ trao giải thưởng European Games Awards vào năm 2012.[13]

Vào ngày 4 tháng 4 năm 2013, bản thỏa thuận không tiết lộ được tăng lên dành cho người chơi thử bản beta,[14] cho phép người cơi thử bản beta chia sẻ cảm nghĩ, ảnh chụp màn hình và video trong game của họ. Vào thời điểm đó, trò chơi đã cung cấp sáu đấu trường và trên 80 mẫu máy bay từ các phe Liên Xô, Mỹ, Đức và Nhật Bản. Giai đoạn chơi thử bản open beta của World of Warplanes được bắt đầu vào ngày 2 tháng 7 năm 2013.[15][16]