Após viagem ao Brasil, prossegue sua trajetória. Entra em contato com Lachambre e Machuron, construtores do balão l'Oern, que havia realizado importante expedição ao Pólo Norte. Em 1898 fez, com Machuron, sua primeira ascensão num balão de 750 m3.
Partiram do Parque de Vaugirard e voaram duas horas até o parque do castelo de La Ferriere, um percurso de 100 km.

O vôo permitiu a Santos-Dumont refletir sobre a utilidade do cabo-pendente, sem o qual a aterrissagem de um balão esférico apresentaria grandes dificuldades. Sua função era impedir a queda ou torná-la de menor impacto.
Logo após essa experiência, Santos-Dumont decide mandar construir para si um balão que já havia idealizado.

Balão Brasil

Santos-Dumont encomendou o balão à tradicional Casa Lachambre. Acompanhando pessoalmente todas as etapas da produção, desde o corte do tecido até a montagem da barquinha de vime, teve a oportunidade de aprender em detalhes como se construía um balão esférico e de introduzir inovações.

O balão, de 103 m3, era muito pequeno em relação aos demais; o cesto de vime, com diferente trançado de varetas e para uma só pessoa; as cordas, de seda japonesa como o invólucro, com pouquíssimo peso; corda-pendente mais longa. Dizia-se que Santos-Dumont o carregava numa maleta.

Embora alguns especialistas duvidassem que um aerostato de volume tão diminuto pudesse subir levando no cesto de vime um homem, o Balão Brasil, assim denominado, ganhou os ares de Paris e deslumbrou a população.

Dirigível Nº 1

Depois do êxito do Balão Brasil, Santos-Dumont passou a dedicar-se à construção de outros modelos, voltados para a dirigibilidade e a propulsão.

Nenhum progresso prático nesse sentido havia sido alcançado depois das experiências de Giffard, em 1852. E, apesar da descrença por parte dos aeronautas quanto à dirigibilidade dos balões, Santos-Dumont acreditava que sua realização não estava além das possibilidades da época.

Empenhou-se na construção do dirigível nº 1, de forma alongada, com invólucro de seda japonesa e motor a gasolina para acionar a hélice. Na opinião dos aeronautas e construtores, a presença do motor em contato com o hidrogênio do invólucro traria sérios riscos de explosão. Além disso, alegavam que sua trepidação poderia provocar o desmantelo da pequena nacela e seus pertences.
Para resolver a questão, Santos-Dumont projetou seu dirigível de modo que não houvesse possibilidade de o hidrogênio, em caso de escape, ser atingido pelas faíscas de descargas. O único risco por ele previsto, o qual estava disposto a correr, seria uma explosão acidental no depósito de gasolina. Quanto à trepidação, verificou que, com o aparelho suspenso, ela desaparecia.
No dia 20 de setembro de 1898, Santos-Dumont fez a primeira ascensão com o nº 1. Partindo do "Jardin d'Acclimatation", voou sobre os telhados de Paris, contra e a favor dos ventos. Navegou no ar, realizou evoluções, subiu e desceu sem sacrifício de gás.

Enfim, dirigia pioneiramente um aerostato e despertava grande curiosidade. Porém, sua audácia não transcorreu sem contratempos. Ao descer, o balão começou a dobrar-se ao meio. Desvencilhou-se do acidente graças a um grupo de meninos, que a seu pedido agarraram o cabo-pendente e correram com toda a força contra o vento, amortecendo a queda.

A Imprensa saudou com entusiasmo o feito, destacando o pioneirismo em relação à dirigibilidade e à propulsão. O resultado obtido, somado às observações feitas durante o vôo, criaram em Santos-Dumont a certeza de que estava no caminho certo.

Outros inventos

Após outro acidente com o dirigível nº 2, Santos-Dumont construiu o nº 3, com o qual fez várias evoluções voando sobre Paris e seus arredores. No dia 13 de novembro de 1899, partiu para a mais feliz das suas ascensões, quando contornou a Torre Eiffel.

O aviador continuou inovando. Projetou e construiu o primeiro hangar do mundo após verificar que a perda de gás seria mínima se os dirigíveis fossem mantidos cheios entre as ascensões. Concluiu, assim, que faria economia e ganharia tempo se os invólucros deixassem de ser dobrados e guardados. Próximo a esse hangar, localizado num terreno do Aeroclube da Franca, instalou sua oficina. Essa foi a primeira infra-estrutura da história da aviação.

Essa foi a primeira infra-estrutura da história da aviação.