В августе 1915 г. Рихтгофен был перенаправлен на Западный фронт в сверхсекретное соединение под кодовым названием «Бригада голубей», предназначенное для бомбардировочных операций. Готовясь к боевым вылетам, Рихтгофен прикрепил к верхнему крылу своего самолёта-разведчика пулемёт.
Ранее в воздушных боях пилоты использовали карабины и револьверы. В феврале 1915 г. Ролан Гаррос установил в самолёте стационарный пулемёт, стреляющий сквозь вращающийся пропеллер. Немецкий авиаконструктор Фоккер, изучив захваченный французский самолёт, придумал прерыватель, благодаря которому пулемёт выпускал пули лишь в тот момент, когда на их пути не было винта. Прерыватель Фоккера был поставлен на моноплан «Айндеккер», который и стал первым настоящим истребителем. Пулемёт на «Айндеккерах» стал адским бичом для практически беззащитных самолётов-разведчиков союзных сил. За десять месяцев «Айндеккеры» практически расчистили небо от машин противника. В январе 1916 г. штаб британских Королевских ВВС отдал приказ сопровождать каждый самолёт-разведчик тремя истребителями в сомкнутом строю.
«Айндеккер» воспитал целую когорту истребителей-асов. В то время Рихтгофен ещё не пробился в их ряды. Он продолжал разведочные и бомбардировочные полёты сначала под Мецем, а затем снова на Восточном фронте, где в июне 1916 г. русские войска перешли в большое наступление. Опыт Рихтгофена показал, что обстрел колонн вражеской кавалерии весьма эффективен. Под огнём его пулемётов казачьи войска буквально рассыпались в разные стороны. Именно тогда Рихтгофен и был замечен отцом воздушного боя Освальдом Бельке, прибывшим на Восточный фронт в поисках пилотов для своего полка «Воздушный охотник». Барон фон Рихтгофен показался ему вполне подходящей кандидатурой. В сентябре 1916 г. мечты Рихтгофена сбылись — он стал истребителем.
К тому времени англичане и французы перехватили инициативу благодаря новым «Ньюпорам». «Айндеккеры» явно устарели. На смену им на фронт прибыли обтекаемые, с акульими носами бипланы под названием «Альбатрос». Именно на «Альбатросе» Рихтгофен открыл счёт своим победам, сбив 17 сентября 1916 г. биплан британских ВВС ФЕ-2. ФЕ-2 был манёвренным самолётом, но расположенный сзади винт делал его прекрасной мишенью для атаки. Смертельно раненный пилот сумел посадить биплан. Рихтгофен сел рядом, чтобы убедиться в своём успехе. Вечером в честь первой победы он заказал у берлинского ювелира серебряный кубок. Потом их у него стало много. Одна карьера началась, а другая закончилась — 28 октября погиб Освальд Бельке. Три дня спустя, в день похорон, Рихтгофен нёс на чёрной подушечке медали своего командира. Счёт побед Рихтгофена быстро рос, но 23 ноября 1916 г. он чуть не погиб в бою с английским асом майором Хоукером, командиром эскадрильи британских ВВС.
16 ноября 1917 г. Рихтгофена наградили орденом «За личную храбрость». Тогда же он был назначен командиром 2-й эскадрильи. В отличие от британских ВВС немцы собирали своих лучших пилотов в элитные подразделения. Под командованием Рихтгофена служил и его брат Лотар, закончивший войну с 40 победами.
С сентября 1917 г. и до самой своей гибели в апреле 1918 г. Манфред фон Рихтгофен демонстрировал противнику своё уникальное мастерство на «Фоккере». Летая на этом триплане, Рихтгофен одержал 17 последних побед. Между тем сопротивление англичан в воздухе день ото дня усиливалось. Благодаря всё возраставшему числу самолётов нового поколения перевес сил оказался на стороне союзников. Среди их новых самолётов особенно выделялся SE5A, а также «Сопвич-кэмел», чьё название произошло от двугорбой формы кожуха, закрывавшего его спаренные пулемёты. К концу войны «верблюды» сбили более 1300 немецких самолётов. Но число побед самого Рихтгофена всё росло. Сбитый «Сопвич-пап» стал его 61-й победой.
В апреле 1917 г. США объявили Германии войну. Пять месяцев спустя боевая эскадрилья ВВС США вступила в битву на стороне англичан и французов. Американцы летали на английских и французских самолётах, так как собственных боевых машин у США ещё не было.
21 марта 1918 г. отборные части Германии пошли в последнее наступление на Западном фронте. На счету Рихтгофена было уже 80 побед. Последней его жертвой стал «Сопвич-кэмел», расстрелянный почти в упор.
21 апреля 1918 г. звено Манфреда фон Рихтгофена атаковало самолёты-разведчики. Немецкие самолёты над английской линией обороны вызвали зенитный огонь. В воздух поднялась эскадрилья англичан под командованием капитана Брауна. Рихтгофен сразу же выбрал себе лейтенанта Мэя, который в пылу боя расстрелял все свои патроны, и стал прижимать его к земле. Теперь они находились над районом дислокации австралийских войск. Австралийские пулемётчики открыли огонь по летевшему над ними триплану. На хвост Рихтгофена, возможно уже раненного, сел капитан Браун. «Фоккер» через секунды рухнул в поле.