Lidmašīnu būvi VEF uzsāka 1935. gadā un līdz 1942. gadam izgatavoja 33 dažādu tipu lidmašīnas, kas veiksmīgi piedalījās starptautiskās sacensībās un izstādēs un guva atzinīgu pasaules aviācijas nozares profesionāļu vērtējumu. VEF tika sapulcināti Latvijas labākie aviācijas būves speciālisti un konstruktori – Kārlis Švarcbahs, Kārlis Jansons, lidotājs un konstruktors Kārlis Bandenieks, galdnieks Žanis Knauke, metālists Kārlis Ozoliņš, metinātājs Feldmanis un citi. Jau kopš 1932. gada Kārlis Irbītis regulāri devās uz aviācijas rūpnīcām Polijā, Čehijā, Itālijā, Francijā, Vācijā, lai iepazītos ar lidmašīnu būves tehnoloģiju, iegādātos nepieciešamās iekārtas un veidotu VEF lidmašīnu būves nodaļu atbilstoši labākajiem pasaules standartiem.
Pirmā VEF lidmašīna bija Kārļa Irbīša konstruētā I-11 (1936).
1937. gada rudenī VEF Mehānikas nodaļā tika izveidota aviācijas grupa un Kārlis Irbītis kļuva par tās vadītāju un galveno konstruktoru. Administratīvos un vispārējos jautājumu risināja Mehānikas nodaļas vadītājs Vilhelms Bīnemanis, ražošanas vadītājs bija Kārlis Dreijers, konstruktors Eižens Delle. Tika pieņemts otrs lidotājs izmēģinātājs – Aizsargu aviācijas pilots Jānis Rudzītis. Vērtīgs personāla papildinājums bija inženieris Haralds Melkus, kurš bija studējis aviāciju Dancigas universitātē. Darbnīcas tika pārceltas uz plašākām telpām, par to vadītāju pieņēma Vilhelmu Volfu.
1938. gada rudenī Kara ministrija nolēma lidmašīnu konstruēšanu un izgatavošanu koncentrēt vienuviet, un VEF kļuva par vienīgo lidmašīnu ražotāju Latvijā. Spilves lidlaukā VEF lidmašīnām jaunajām lidmašīnām tika uzbūvēts angārs. I-11 bija divvietīgs vienplāksnis. Pirmās VEF lidmašīnas būvi uzsāka 1935. gadā, un 1936. gada februārī notiek lidmašīnas izturības pārbaudes, bet 25. jūnijā – pirmais pārbaudes lidojums, ko veic Latvijas gaisa satiksmes lidotājs Jānis Āboliņš (1903–1995).
1936. gada rudenī lidotājs Kārlis Bandenieks veic vairākus lidojumus uz Igauniju un Lietuvu, 1937. gada 9. jūnijā aizlido uz Londonu, lai I-11 demonstrētu Anglijas aviācijas lietpratējiem. 1937. gadā I-11 aprīko ar speciālām slēpēm lidošanai ziemā. 1937. gada pavasarī tika atjaunota Kārļa Irbīša konstruētā lidmašīna I-8, kam piešķīra apzīmējumu I-8a un nosaukumu “Zilais putns”. Pārbaudes lidojums notika 1937. gada 22. aprīlī, lidmašīnu reģistrēja kā YL-ABF. 22. maijā VEF darbinieki “Zilo putnu” oficiāli dāvināja Latvijas Aeroklubam. Ceremonijā piedalījās vefieši, kuri bija ziedojuši naudu lidmašīnas atjaunošanai, Latvijas satiksmes ministrs Bernhards Einbergs, VEF direktors Teodors Vītols, kapteinis Bulmanis no Latvijas Aerokluba. Pēc svinīgās ceremonijas “Zilais putns” un I-11 vizināja VEF darbiniekus.
Populārākais VEF būvēto lidmašīnu modelis bija I-12. Pavisam uzbūvētas 12 šādas lidmašīnas. Tās maksimālais ātrums 145 km/h.
I-12 konstruēta 1936./1937. gada ziemā, un jau 1937. gada 26. jūnijā Kārlis Bandenieks veic pirmo lidojumu. Drīz pēc tam I-12 piedalās dažādās sacensībās Francijā un Anglijā, starptautiskā aviācijas izstādē Cīrihē (Šveicē). 1938. gadā VEF uzbūvē četras I-12 tipa lidmašīnas Aizsargu aviācijas lidotāju treniņiem.
I-14 (1938) Vienvietīgs vienplāksnis, treniņu lidmašīna. Koka konstrukcija. Pirmais lidojums notika 1938. gada novembrī. Maksimālais ātrums 200 km/h.
IDA-10 (1939) Divmotoru lidmašīna. Konstruktors Jānis Akermans no ASV. Pirmais IDA-10 lidojums notika 1939. gada 4. septembrī. IDA-10 izmēģināšanai tika pieaicināts Valsts aviolīniju pilots Kārlis Alksnis, viens no nedaudzajiem Latvijas lidotājiem, kurš bija lidojis ar divu motoru lidmašīnu.
I-15b (1939) Vienvietīgs vienplāksnis, treniņu lidmašīna, izmantota kā mācību iznīcinātājs. Maksimālais ātrums 210 km/h. Pirmais lidojums 1939. gada pavasarī. Pirmais I-15b izmēģina lidotājs Konstantīns Reihmanis.
I-16 (1940) Vienvietīgs vienplāksnis. Vieglais iznīcinātājs, treniņu lidmašīna. Pirmais lidojums 1940. gada pavasarī. Lidmašīnu veido koka konstrukcija ar finiera un audekla apvalku. Čehijā ražots 12 cilindru motors, bruņojumā divi sinhronizēti 7,9 mm ložmetēji, kam vēlāk pievienoja arī divus 20 mm lielgabalus. Konstantīns Reihmanis ir viens no trim pilotiem, kas 1940. gada pavasarī veic pirmos testa lidojumus ar I-16.
I-1 (1940) Divvietīgs vienplāksnis. Konstruēta kā mācību lidmašīna Latvijas aviācijas pulkam. Bez prototipa būves uzreiz tika plānots izgatavot sešas lidmašīnas, tās tiek pabeigtas īsi pirms Latvijas okupācijas un izmēģinājuma lidojumus veic vispirms Padomju Savienības, pēc Otrā pasaules kara sākuma arī vācu armijas lidotāji, kas visas I-17 lidmašīnas nogādā Toruņā (Polija).