Le premier vol libre humain a lieu le 21 novembre 1783, avec le ballon des frères Montgolfier et Jean-François Pilâtre de Rozier et le Marquis d’Arlandes à son bord, après plusieurs vols en ballon captif.
Le départ a eu lieu depuis le château de la Muette à Paris, près du bois de Boulogne. Malgré un poids d’environ 850 kg, le ballon s’est élevé sans difficulté. Il a survolé Paris et a atteint son altitude maximale de 1 000 mètres au-dessus des Tuileries. En quittant Paris par la barrière d’Italie, le ballon a commencé à perdre de l’altitude et a finalement atterri sur la Butte-aux-Cailles (13e arrondissement). Le vol a duré vingt-cinq minutes et a parcouru neuf kilomètres.
Le 10 décembre 1783, Joseph et Étienne Montgolfier ont été nommés membres correspondants de l’Académie des sciences, et leur père Pierre a reçu des titres de noblesse. Leur papeterie est devenue la Manufacture royale le 15 avril 1784. Les deux frères ont ainsi obtenu le titre de chevalier, avec pour devise « sic itur ad astra », signifiant « nous irons ainsi jusqu’aux astres ».
